Trong số trước, chúng ta đã tìm hiểu về một công nghệ pin mới – Pin thể rắn, được cho là sự đột phá về công nghệ lưu trữ năng lượng, với ưu điểm là diện tích nhỏ, dung lượng lưu trữ pin lớn và an toàn cho người sử dụng. Vậy, trước khi có pin thể rắn, thế giới vẫn đang sử dụng một loại pin mà tới ngày nay, nó vẫn được cho là một phát minh vĩ đại nhất từ trước tới nay của ngành năng lượng thế giới. Đó là pin lithium.
Có người đã từng làm một cuộc thử nghiệm, dùng máy ép thủy lực 10.000 Tấn để ép pin. họ đặt pin lên trên bàn, sau đó dùng máy ép thủy lực ấn xuống, pin xuất hiện ngọn lửa bùng lên dữ dội chỉ mất mấy giây đã xảy ra quá trình từ hỏng pin đến khi pin bị cháy hết.
Đây là những viên pin có tên gọi là lithium, Vậy có những gì trong những viên pin này, tại sao nó bốc cháy dữ dội khi bị hỏng.
Thực tế, sự ra đời của loại pin lithium này đã tạo nên một cuộc cách mạng trong việc lưu trữ năng lượng, tạo tiền đề cho sự phát triển công nghệ từ điện thoại di động, xe điện, các thiết bị số, và tạo nên những ngành công nghiệp tỷ đô. Pin lithium – ion ra đời trong cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1970, bởi nhà hóa học người Anh, M. Stanley whiting ham, ông đã nghiên cứu các phương pháp công nghệ về năng lượng mà không dùng nguyên liệu hóa thạch. Và đã tạo ra một vật liệu giàu năng lượng tạo ra ion. Tuy nhiên, tại thời điểm này, Pin lithium vẫn còn nhiều hạn chế và dễ cháy nổ ở trong điều kiện bình thường do tiếp xúc với nước trong không khí.
Li là nguyên tố thứ 3 trong bảng tuần hoàn hóa học, lý do tại sao pin lithium nguy hiểm đó chính là bởi vì các phần tử trong pin lithium hoạt động cực kì hiệu quả, nó sẽ phản ứng dữ dội khi tiếp xúc với nước, quá trình phản ứng hóa học này tạo ra Hidro, nó tự nhiên như đổ thêm dầu vào lửa và bùng lên dữ đội, nhiệt lượng tỏa sẽ rất lớn.
Nếu Một Gram thuốc nổ TNT có thể giải phóng 4184 Jun năng lượng và nếu 1 viên pin lithium dùng cho xe điện nặng khoảng 5kg thì tương đương với việc bạn ngồi lên 1.2kg TNT khi lái xe.
Vậy làm thế nào để viên pin này trở nên ngoan ngoãn. ?
Các nhà khoa học đã nghĩ tới việc sử dụng vật liệu có chứa nguyên tử Li làm điện cực dương và Graphit làm điện cực âm, một lớp phân cách ở giữa, ngăn cách điện cực âm và dương để tránh bị đoản mạch gây cháy nổ, và điều quan trọng nhất là màng ngăn này không bị bung ra, đây chính là chìa khóa cốt lõi của Pin Lithium bởi vì trong quá trình sạc và xả của pin một khi không có màng ngăn sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch của cực âm và dương, làm cho pin nóng lên bất thường. Nếu may mắn, pin chỉ bị phồng và hỏng. Tệ hơn sẽ là bị phát nổ hoặc bốc cháy vì vậy màng ngăn này tương đương với vách chống cháy nổ trong thân pin Lithium.
Trên thực tế, pin lithium chia làm 2 loại, tùy vật liệu sử dụng một là pin lithium vật liệu bậc ba và pin phốt phát sắt. Pin vật liệu bậc ba bao gồm niken, coban, magan hoặc niken coban, liti. Nếu cùng một trọng lượng pin thì pin vật liệu bậc ba có thể sử dụng được lâu hơn, được sử dụng nhiều trong xe điện hoặc flycam Ví dụ xe điện dùng pin phốt phát sắt chạy 100km thì pin vật liệu bậc ba sẽ chạy được gấp đôi 200km.
Pin lithium vật liệu bậc 3 cũng nhẹ hơn nếu cùng dùng dung lượng và chịu nhiệt độ hoạt động thấp hơn. Tuy nhiên pin vật liệu bậc 3 chịu nhiệt độ cao kém hơn. Nghĩa là nếu có va chạm hoặc nhiệt độ lên đến 200 độ C thì pin lithium vật liệu bậc ba phồng, hỏng hoặc cháy.
Ngày nay, các nhà sản xuất pin Lithium đã cải tiến rất nhiều để tăng tính ổn định và an toàn, phát triển các mạch bảo vệ hay hệ thống sạc xả tự động giúp ổn định cân bằng pin, tránh những hiện tượng sạc quá mức hay xả những lõi pin riêng lẻ trong một bộ hệ thống pin lithium, và thông thường sẽ trải qua các thí nghiệm an toàn trước khi xuất xưởng. Vậy làm thế nào để tránh trường hợp pin phồng hoặc tự bốc cháy, trên thực tế, nguyên nhân chính là sự ảnh hưởng của nhiệt độ, bao gồm nhiệt độ cao hoặc tản nhiệt pin kém cũng như va chạm, tác động mạnh khiên pin bị đoản mạch dẫn đến sự mất cân bằng nhiệt độ gây ra hỏng hóc, nguy hiểm.
Chất lượng pin cũng là một yếu tố quan trọng, các viên pin tốt chính hãng từ nhà sản xuất sẽ trải qua quá trình kiểm định nghiêm ngặt để an toàn và tránh các hiện tượng thủng vách ngăn gây đoản mạch. Anh em đừng cố gắng sạc nhồi điện quá nhanh, và không nên độ chế pin làm giảm tuổi thọ pin.
Năm 1991, tập đoàn điện tử Sony chính thức thương mại hóa pin lithium – ion dưới quy mô sản xuất công nghiệp. Cho đến nay, hầu hết các hoạt động nghiên cứu đều xoay quanh việc cải thiện hiệu suất của pin Li-on. Bên cạnh việc cung cấp năng lượng cho điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số, dụng cụ điện và các thiết bị y tế, pin Lihium ion hiện nay còn được sử dụng cho xe điện. Đây là thế hệ pin đáng chú ý nhất tính đến hiện tại do có mức lưu trữ năng lượng cụ thể, thiết kế đơn giản, hiệu suất cao, cho dòng ổn định, chi phí bảo trì thấp và khá thân thiện với môi trường.
Hãy cùng đón xem các tin tức công nghệ trên kênh Youtube của Linh Kiện RC anh em nhé!
