Pin LiFePO4 có khả năng lưu trữ năng lượng tốt nhất? Đúng hay sai?

Hiện nay, công nghệ lưu trữ điện mặt trời hàng đầu nổi bật nhất về mặt chất lượng không thể không kể đến là pin Lithium LiFePO4. Đây là dạng pin lưu trữ có điện áp cao, mức tự xả thấp và độ tin cậy đã được chứng minh. Vì vậy, pin Lithium được tích hợp trong các thiết bị năng lượng mặt trời cao cấp

Lưu trữ năng lượng luôn là yếu tố quan trọng đối với các hệ thống, thiết bị sử dụng năng lượng để vận hành. Vì vậy mà khả năng lưu trữ và độ hiệu quả của một sản phẩm luôn nhận được nhiều sự quan tâm từ nhà sản xuất và người tiêu dùng.

Đặc biệt đối với điện năng lượng mặt trời. Hiện nay, công nghệ lưu trữ điện mặt trời hàng đầu nổi bật nhất về mặt chất lượng không thể không kể đến là pin Lithium. Đây là dạng pin lưu trữ có điện áp cao, mức tự xả thấp và độ tin cậy đã được chứng minh. Vì vậy, pin Lithium được tích hợp trong các thiết bị năng lượng mặt trời cao cấp, đồng thời là dạng pin hiện đang được QSD Solar sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm của công ty. Bài viết sau đây sẽ cung cấp cho bạn đọc thông tin về dòng pin Lithium này.

Pin Lithium là gì?

Pin Lithium hay còn gọi là pin Li-on, hoặc pin Lithi-on, viết tắt là LIB, thuộc loại pin sạc. Trong quá trình sạc, các ion Li chuyển động từ cực dương sang cực âm, và ngược lại trong quá trình xả. Không những thế, loại pin này đang được chú trọng phát triển trong quân đội, các ứng dụng của phương tiện di chuyển chạy bằng điện (như xe đạp điện,xe máy điện,…) và kĩ thuật hàng không,lưu trữ năng lượng mặt trời, năng lượng tái tạo.

Cấu tạo của pin Lithium

Pin Lithium sử dụng điện cực – được làm từ các hợp chất có cấu trúc tinh thể dạng lớp. Khi pin đang trong trạng thái sạc và xả, thì các ion Li sẽ xâm nhập, điền đầy khoảng trống giữa các lớp này. Do đó, phản ứng hóa học xảy ra và cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động:

• Trong quá trình sạc, các ion Li chuyển động từ cực dương sang cực âm.
• Trong quá trình xả (quá trình sử dụng), các ion Li chuyển động từ cực âm sang cực dương.

Cực dương được làm bằng hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp và Li (như LiMnO2, LiCoO2,… còn cực âm được làm bằng graphite. Ngoài ra, dung dịch điện ly của pin (nghĩa là môi trường cho phép các ion Li chuyển dịch từ điện cực này sang điện cực kia) phải có độ dẫn ion tốt, đồng thời cũng là chất cách điện tốt.

Pin Lithium LiFePO4 ứng dụng trong đèn năng lượng mặt trời

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các loại pin Lithium được ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau tùy vào cấu tạo của chúng. Ví dụ như pin Lithium Cobalt Oxide (LCO) có mật độ năng lượng cao nhưng vướng phải nguy cơ thoát nhiệt và cháy nổ cao hơn so với loại khác.

Tuy nhiên do nó có kích thước nhỏ nên thường được sử dụng trong thiết bị di động và máy tính xách tay. Một ví dụ khác có thể kể đến là pin Lithium Mangan Oxide (LMO) có đặc tính sạc nhanh và tăng độ ổn định nhiệt vì không có coban. Hiện nay LMO đang được ứng dụng trong  các thiết bị y tế và dụng cụ điện.

Riêng đối với loại pin lưu trữ năng lượng mặt trời, thì pin Lithium Iron Phosphate (LFP) hay còn gọi là LiFePO4 sử dụng sắt phosphate để tăng tính an toàn và khả năng nhiệt đồng thời có tuổi thọ chu kỳ dài là lựa chọn tối ưu nhất. Vì chúng ít tạo nhiệt, không yêu cầu thông gió hoặc làm mát.

Điều độc đáo của pin lithium là chúng không cần sạc hấp thụ hoặc có thể được giữ ở trạng thái điện áp không đổi trong thời gian dài.Thông thường, khi pin đạt đến điện áp sạc tối đa, nó không còn cần phải sạc nữa. Trong quá trình xả, pin sẽ duy trì điện áp cao hơn nhiều so với pin axit chì thường được tải.

Ưu điểm của pin LiFePO4

• So với các loại pin Lithium khác thì LiFePO4 có tuổi thọ cao nhất, đồng thời sử dụng phốt phát làm nguyên vật liệu giúp giảm chi phí sản xuất và hạn chế sự nóng lên toàn cầu.

• Pin hoạt động như Pin nickel, có dòng và công suất nổi trội hơn pin LiCoO2, tốc độ suy thoái của tế bào cũng chậm hơn các dòng pin lithium-ion khác.

• Pin LiFePO4 có điện áp phóng ra không đổi, duy trì 3,2 V trong thời gian phóng cho đến khi cạn kiệt. Pin cấp nguồn ổn định đầy đủ cho đến khi phải sạc lại. Vì vậy đặc tính này giúp đơn giản hóa mọi công đoạn, không cần mạch điều chỉnh điện áp ra.

• Pin có độ ổn định với nhiệt độ và hóa học giúp tăng cường độ an toàn. Độ bám của ba nguyên tố Fe-P-O rất mạnh nên ngăn cản các nguyên tử oxy thoát ra khi có sự cố (ngắn mạch, quá nóng). 

Mặc dù quá trình nạp pin luôn tỏa nhiệt, đặc biệt đối với các đèn năng lượng mặt trời được tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng có nhiệt độ cao, nhưng lithium ion phosphate rất khó bị đốt cháy. vì vậy, pin chỉ có thể hỏng do quá trình nạp không đúng cách.

Nhược điểm của pin LiFePO4

Mặc dù pin LiFePO4 là loại pin hiện có độ bền, tuổi thọ, khả năng hoạt động khủng nhất trên thị trường lưu trữ năng lượng hiện nay, tuy nhiên nó vẫn có một vài hạn chế nho nhỏ. Giống như các loại pin khác, pin cũng sẽ suy giảm hiệu suất tự nhiên theo thời gian. Đồng thời nếu không sử dụng đúng cách, pin có thể bị hỏng hoặc cháy nổ.

Dưới đây là 6 điều cần lưu ý để có thể sử dụng pin Lithium một cách an toàn và hiệu quả nhất

• Sạc nhiều lần: Thay vì sạc đầy 100%, bạn có thể kéo dài tuổi thọ pin bằng cách sạc pin nhiều lần tới một mức nào đó. Ví dụ: 30% lên 60% hay 45% lên 79%. Điều này không bắt buộc, tuy nhiên đây là một mẹo sử dụng đối với loại pin này.

• Không nên xả cạn pin: Thay vì xả cạn 0% rồi bắt đầu sạc, bạn nên lưu ý giữ lại một phần năng lượng nhỏ giúp pin có khả năng quản lý các bộ phận bên trong, trong khi chờ đến khoảng thời gian có thể được nạp lại năng lượng.

• Trạng thái pin hoạt động tốt nhất là 40%: Pin thông thường sẽ hoạt động hiệu quả nhất khi mức năng lượng đang ở mức 40%. Đây là nguyên do các thiết bị có pin vừa xuất xưởng thường chứa 40-50% năng lượng.

• Bảo quản pin cao và khô: Pin nên được lưu trữ trong các hộp không dẫn điện, tránh để chung với kim loại dễ dẫn đến hiện tượng đoản mạch.

• Tránh nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp: Pin có thể mất tới 80% công suất hoạt động nếu để ở nhiệt độ 60 độ C trong 1 năm, còn ở 20 độ C thì công suất bị giảm tương ứng chỉ là 20%. Tương tự, nhiệt độ quá thấp như trong môi trường đóng băng cũng không tốt cho tuổi thọ của pin.

• Không để pin cạn quá lâu: Thông thường, pin lithium-ion sẽ ở trạng thái cạn kiệt năng lượng nếu rơi xuống mức điện áp 3V/cell. Ở mức 2,7V/cell thì mạch bảo vệ sẽ tự chuyển pin sang chế độ ngủ làm cho nó mất khả năng sạc theo thời gian. Do đó, trong quá trình sử dụng hay khi muốn cất giữ pin, bạn cũng cần chú ý tới mức dung lượng tốt theo khuyến cáo là 40%.

Pin lưu trữ năng lượng có tầm ảnh hưởng không hề nhỏ đến độ hiệu quả quả một thiết bị đèn năng lượng mặt trời. Vì vậy từ khâu lựa chọn nguyên vật liệu đến quy trình sản xuất, QSD Solar luôn ưu tiên chọn lựa những giải pháp tối ưu nhất cho từng chi tiết với phương châm “Viên gạch nhỏ xây tòa lâu đài và quãng đường đi dài thành công từ những bước chân nhỏ nhất.”

Với dòng pin Lithium LiFePO4, QSD Solar luôn tự hào về chất lượng cũng như khả năng lưu trữ và độ bền của sản phẩm đèn năng lượng mặt trời hoàn toàn vượt trội so với các dòng đèn khác.

Bạn đọc có thể tham khảo các mẫu đèn năng lượng mặt trời sử dụng pin Lithium LiFePO4 của QSD Solar ở đây:

⇒ Đèn LED năng lượng mặt trời chính hãng cao cấp