Tìm hiểu những dòng pin lithium được sử dụng hiện nay

Pin lithium có tính ứng dụng cao, an toàn và thân thiện với môi trường cho nên loại pin này được sử dụng rất nhiều hiện nay. Đặc biệt dòng pin này được sử dụng phổ biến trong ngành ô tô điện. Bạn đã biết gì về các loại pin lithium? Để biết chính xác dòng pin này gồm những loại nào thì hãy theo dõi hết bài viết này của EV word nhé!

Pin lithium mangan oxit

Pin Lithium Mangan Oxit (LiMn2O4), thường được viết tắt là LMO, là một trong những công nghệ pin lithium tiên tiến hiện nay. Loại pin này còn được gọi bằng nhiều tên khác nhau như pin lithium ion mangan, pin lithium manganate, hoặc pin Spinel Li-Mangan.

Công nghệ LMO đầu tiên được phát hiện vào những năm 1980 và đã thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng nghiên cứu vật liệu. Sự phát triển của LMO đã được công bố lần đầu trên Bản tin Nghiên cứu Vật liệu vào năm 1983, và từ đó, nó đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển và cải tiến liên tục.

Công ty Moli Energy đã đánh dấu một bước quan trọng trong lịch sử pin lithium khi họ sản xuất thành công các tế bào pin lithium ion thương mại đầu tiên sử dụng lithium mangan oxit làm vật liệu catốt vào năm 1996. Điều này đã mở ra một khả năng mới trong lĩnh vực pin lithium và ứng dụng rộng rãi trong công nghệ pin, từ điện thoại di động đến xe điện và năng lượng tái tạo.

Với khả năng lưu trữ năng lượng tốt và tuổi thọ pin ổn định, pin LMO đang ngày càng trở nên phổ biến trong thế giới công nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các thiết bị điện tử tiên tiến và năng lượng sạch.

Ưu điểm

Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của loại pin này là tính ổn định và khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu nhiệt, vì pin LMO có thể duy trì hiệu suất ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao.

Ngoài ra, pin lithium mangan oxit cũng được nhận định là loại pin an toàn hơn so với nhiều loại pin lithium-ion khác. Điều này bởi vì LMO ít gặp các vấn đề liên quan đến quá nhiệt, nổ, hoặc sự rò rỉ hóa chất. Điều này giúp bảo đảm an toàn trong việc sử dụng và lưu trữ pin LMO, làm giảm nguy cơ các sự cố liên quan đến pin.

Ứng dụng

Pin LMO được sử dụng trong môi trường y tế, nơi đòi hỏi tính ổn định và độ tin cậy cao. Các thiết bị y tế như máy xét nghiệm y tế di động, thiết bị theo dõi sức khỏe, và máy cấy mô sử dụng pin LMO để đảm bảo hoạt động ổn định và không gây ra nguy cơ cho bệnh nhân.

Ngoài ra, pin lithium mangan oxit cũng được áp dụng trong nhiều dụng cụ điện, như máy khoan, máy mài, và các thiết bị công nghiệp khác. Tính ổn định và khả năng chịu tải lớn của pin LMO làm cho chúng trở thành lựa chọn tốt cho các ứng dụng cần năng lượng mạnh mẽ và bền bỉ.

Pin LMO cũng thích hợp để cung cấp năng lượng cho máy tính xách tay, giúp đảm bảo thời gian sử dụng dài hơn và hiệu suất tốt hơn. Nó cũng có thể sử dụng trong các ứng dụng di động khác như điện thoại di động và máy tính bảng.

Ngoài ra, pin lithium mangan oxit cũng có ứng dụng trong lĩnh vực vận tải, đặc biệt là sử dụng cho các loại xe chạy điện như ô tô điện, xe nâng,…. Khả năng chịu nhiệt và hiệu suất ổn định của pin LMO giúp nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của các thiết bị này.

Pin lithium niken manga coban

Pin lithium niken mangan coban, thường được gọi là pin NMC. Loại pin này được cấu tạo từ một hỗn hợp các vật liệu phổ biến trong công nghệ pin lithium-ion, bao gồm mangan, niken và coban. Các tỷ lệ kết hợp chủ yếu cho cực âm của pin NMC thường là 60% niken, 20% mangan và 20% coban. Điều này có nghĩa rằng loại pin này có chi phí nguyên liệu thô thấp hơn so với nhiều giải pháp khác, đặc biệt là khi coban có giá khá đắt.

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: 

Pin NMC có nhiều ưu điểm, một trong những ưu điểm nổi bật là khả năng có mật độ năng lượng riêng cao hoặc công suất cụ thể cao, tùy thuộc vào thiết kế và mục đích sử dụng. Điều này làm cho pin NMC thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm thiết bị di động, xe điện, thiết bị y tế, và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.

Nhược điểm:

Nhược điểm lớn của pin NMC là khả năng thỏa mãn cả hai tính năng mật độ năng lượng riêng cao và công suất cụ thể cao trong một lúc. Chọn một trong hai thường là sự cần thiết. Điều này có nghĩa rằng phải làm sự cân nhắc cẩn thận khi lựa chọn loại pin NMC phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Ứng dụng

• Ứng dụng trong lĩnh vực xe điện: Nhờ tỷ lệ tự phát nhiệt thấp, pin NMC thường được sử dụng trong các loại xe điện, bao gồm cả xe ô tô điện cá nhân và xe điện công nghiệp.
• Dụng cụ điện: Các dụng cụ điện như máy khoan pin, máy cắt cỏ pin, và các dụng cụ di động khác thường sử dụng pin NMC để cung cấp năng lượng hiệu quả và bền bỉ.
• Hệ thống truyền lực ô tô: Đặc biệt trong xe điện và xe hybrid. Sự kết hợp giữa mật độ năng lượng và công suất cụ thể của pin NMC giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng của các phương tiện, đồng thời giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải.

Pin lithium sắt photphat

Pin lithium sắt phốt phát, thường được gọi là pin Li-Phốt phát, là một loại pin lithium-ion với thành phần phốt phát được sử dụng làm cực âm. Cấu trúc này tạo nên một loại pin đặc biệt với nhiều ưu điểm quan trọng.

Đặc điểm của pin

Một trong những đặc điểm quan trọng của pin lithium sắt photphat là chất lượng điện trở thấp. Điều này giúp pin có khả năng dẫn điện tốt, giảm nguy cơ tổn thất nhiệt độ trong quá trình sạc và xả và cải thiện hiệu suất tổng thể của pin. Chất lượng điện trở thấp cũng giúp pin giữ được nhiệt độ ổn định hơn, ngăn ngừng hoạt động đột ngột do sự biến đổi nhiệt độ.

Ngoài ra, pin lithium sắt photphat cũng có khả năng cải thiện độ ổn định nhiệt và độ an toàn. Khả năng này quan trọng trong việc ngăn ngừng hoạt động đột ngột, quá nhiệt, hoặc các vấn đề an toàn liên quan đến pin. Do đó, pin lithium sắt photphat thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tính ổn định và an toàn cao như thiết bị y tế và hệ thống năng lượng dự phòng.

Ứng dụng

Loại pin này thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng đòi hỏi có vòng đời lâu dài và độ an toàn cao. Một trong những ứng dụng chính của loại pin này là trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng. Pin lithium sắt photphat thường được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình và công nghiệp, giúp cung cấp năng lượng sạch và ổn định cho các hệ thống điện.

Ngoài ra, pin lithium sắt photphat cũng được sử dụng rộng rãi trong các dòng xe điện. Đặc điểm độ bền và an toàn cao của loại pin này làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống pin xe điện, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong thời gian dài.

Pin lithium coban oxit (LiCoO2)

Đây là một loại pin lithium được sản xuất từ lithium cacbonat và coban. Loại pin này còn được gọi là pin lithium coban hoặc pin lithium ion coban. Pin lithium coban oxit nổi bật với khả năng cung cấp năng lượng cụ thể cao, điều làm cho chúng trở thành sự lựa chọn phổ biến trong nhiều thiết bị điện tử và nhiều ứng dụng khác.

Cấu trúc của pin lithium coban oxit bao gồm cực âm oxit coban và cực dương cacbon được bao bọc bằng than chì. Trong quá trình sạc và xả, các ion liti di chuyển từ cực dương sang cực âm, tạo ra dòng điện. Điều này cho phép pin cung cấp năng lượng cho thiết bị và lưu trữ nó khi cần thiết.

Nhược điểm lớn nhất của loại pin này là thời lượng pin ngắn và công suất cụ thể thấp. Điều này có nghĩa là pin lithium coban oxit thường không thể cung cấp năng lượng trong thời gian dài và không thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao hoặc thời gian hoạt động kéo dài.

Ngoài ra, pin lithium coban oxit cũng thường được xem là không an toàn bằng một số loại pin khác, do khả năng tự nhiên gây ra nhiệt động và các vấn đề an toàn liên quan đến chất lỏng và khí được sử dụng trong pin. Do đó, việc sử dụng pin lithium coban oxit cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị.

Đặc tính nổi bật của loại pin này bao gồm năng lượng cụ thể cao, khả năng cung cấp nguồn năng lượng ổn định, và kích thước nhỏ gọn, giúp chúng trở thành sự lựa chọn phù hợp cho các thiết bị như điện thoại di động, máy tính bảng, máy nghe nhạc, máy ảnh điện tử, và nhiều thiết bị điện tử cầm tay khác.

Pin lithium niken coban oxit nhôm

Pin lithium niken coban oxit nhôm (NCA) đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xe điện và lưu trữ năng lượng lưới điện.

Điểm mạnh đáng kể của pin NCA là tuổi thọ kéo dài và khả năng cung cấp năng lượng mạnh mẽ. Điều này làm cho chúng trở thành một giải pháp hấp dẫn cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao như xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng lưới điện. Tuy nhiên, pin NCA có mức độ an toàn thấp hơn so với một số loại pin lithium ion khác và chúng cũng có giá thành cao hơn.

Để đảm bảo an toàn cho người lái và người sử dụng, việc sử dụng pin NCA thường phải kết hợp với hệ thống giám sát chặt chẽ. Hệ thống này giúp theo dõi và quản lý hiệu suất của pin, đồng thời đảm bảo rằng chúng hoạt động một cách an toàn.

Với sự gia tăng đáng kể của số lượng xe điện trên thị trường và nhu cầu ngày càng tăng, pin NCA có thể đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu về năng lượng của ngành công nghiệp ô tô và giúp thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành này.

Pin lithium titanate

Pin lithium titanate thường được gọi là li-titanate, đang trở thành một lựa chọn ngày càng phổ biến và được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Đặc điểm 

Một trong những ưu điểm nổi bật của pin lithium titanate là khả năng sạc lại cực kỳ nhanh chóng. Điều này là kết quả của việc sử dụng công nghệ nano tiên tiến trong quá trình sản xuất pin cho phép pin li-titanate có thời gian sạc lại ngắn hơn so với nhiều loại pin khác.

Nhược điểm của pin lithium titanate so với một số loại pin lithium-ion khác là mật độ năng lượng hoặc điện áp nội tại thấp hơn. Điều này có thể gây ra vấn đề trong việc cung cấp năng lượng hiệu quả cho các ứng dụng đòi hỏi mật độ năng lượng cao, nhưng các ưu điểm khác của pin li-titanate thường vượt trội trong nhiều tình huống.

Những ứng dụng thực tế

Khả năng sạc nhanh này làm cho loại pin này trở thành một giải pháp hữu ích cho các ứng dụng đòi hỏi năng lượng tức thì và việc tái nạp nhanh chóng, chẳng hạn như xe điện cá nhân và xe đạp điện. Ngoài ra, pin lithium titanate cũng có khả năng được áp dụng trên các xe buýt điện dành cho giao thông công cộng, giúp cung cấp năng lượng ổn định và sạc nhanh cho các hệ thống giao thông công cộng.

Pin lithium titanate cũng được ứng dụng trong lĩnh vực quân sự và hàng không vũ trụ và trong lĩnh vực lưu trữ năm lượng mặt trời. Chúng cũng góp phần không nhỏ vào các dự án xây dựng các lưới điện thông minh.

Công nghệ sản xuất các dòng pin lithium tại Việt Nam

Lịch sử chế tạo 

Pin Lithium trải qua một hành trình nghiên cứu công phu với sự đóng góp từ nhiều nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới. Năm 1970, M. Stanley Whittingham, một nhà hóa học người Anh, đã thực hiện nghiên cứu sử dụng titan sunfua kết hợp với kim loại lithium để tạo điện cực đầu tiên cho pin Lithium. Tuy nhiên, quá trình này gặp nhiều khó khăn về chi phí sản xuất.

John Goodenough, một giáo sư vật lý người Mỹ, tiếp tục phát triển công nghệ này bằng cách thay thế titan sunfua bằng hợp chất Lithium Coban Oxit vào năm 1980. Năm 1983, Akira Yoshino, một nhà khoa học Nhật Bản, tạo ra một pin Lithium-ion nguyên mẫu sử dụng lithium coban oxit và polyacetylene làm cực dương. Phát minh của Yoshino được xem là tiền thân cho công nghệ chế tạo pin Lithium-ion hiện tại.

Cuối cùng, vào năm 1991, công ty Sony Energytec đã giới thiệu pin Lithium chính thức với nhiều hình dạng khác nhau. Từ đó, pin Lithium-ion đã nhanh chóng trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong thiết bị điện tử, hệ thống lưu trữ năng lượng UPS và đặc biệt trong ngành sản xuất xe điện. Sự phát triển và ứng dụng của loại pin này đã thay đổi cách chúng ta sử dụng năng lượng và hình thành một sự tiến bộ đáng kể trong ngành công nghiệp điện tử và ô tô.

Vinfast áp dụng các loại pin lithium ion như thế nào?

VinFast đã tích hợp công nghệ pin Lithium vào các mẫu xe ô tô điện của họ một cách rất hiệu quả. Đối với các sản phẩm ô tô điện của VinFast, hầu hết đều sử dụng dòng pin Lithium ion cao cấp. Hãng xe đã hợp tác với LG Chem, một trong những công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất pin ô tô điện đạt tiêu chuẩn quốc tế.

Chiếc xe ô tô điện đầu tiên của VinFast áp dụng công nghệ pin Lithium là VinFast VF e34. Loại pin được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động trên xe là pin oxit nhôm lithium niken coban (NCA). Đây là một loại pin có khả năng lưu trữ lớn, với dung lượng đạt 42kWh. Pin này hỗ trợ 2 chế độ sạc, bao gồm sạc nhanh và sạc tiêu chuẩn.

Với chế độ sạc tiêu chuẩn, để sạc đầy pin VinFast VF e34 sẽ mất khoảng 8 giờ và xe có khả năng di chuyển tối đa khoảng 285km, đáp ứng tiêu chuẩn NEDC về phạm vi hoạt động của xe. Đối với chế độ sạc nhanh, chiếc xe chỉ cần 18 phút để nạp sạc và có thể di chuyển quãng đường khoảng 180km, giúp người dùng thoải mái khi thực hiện những chuyến đi xa mà không phải lo sợ việc hết nhiên liệu giữa chừng.

Công nghệ sản xuất pin Lithium đã đóng góp quan trọng trong việc nâng cao trải nghiệm người dùng trên các mẫu xe ô tô điện của VinFast. Chắc chắn rằng công nghệ pin Lithium đã giúp VinFast sản xuất những sản phẩm ô tô điện hấp dẫn trên thị trường.

Lý do nên sử dụng pin xe điện lithium

Các hãng sản xuất xe điện ngày nay đều ứng dụng pin lithium lên các sản phẩm của mình. Loại pin này có nhiều điểm nổi bật và đa dạng ứng dụng. Dưới đây là những lý do bạn nên sử dụng những dòng xe điện được tích hợp pin lithium:

+ Khả năng lưu trữ điện năng cao: Trong thời gian sạc, pin lithium có khả năng nạp nhiều điện năng hơn so với ắc quy chì truyền thống. Điều này dẫn đến việc xe điện có thể di chuyển được quãng đường dài hơn mỗi lần sạc. Khả năng lưu trữ điện năng của pin lithium cao hơn gấp 6 lần so với ắc quy thông thường.

+ An toàn: Pin lithium được thiết kế và nghiên cứu một cách nghiêm ngặt, giúp chúng chịu đựng môi trường khắc nghiệt hơn so với ắc quy chì. Chúng thường có khả năng chống nước, bụi bẩn và va đập (tuỳ theo công nghệ của mỗi hãng), và có thể hoạt động trong nhiệt độ rộng từ -20 đến 45 độ C, và thậm chí có loại có thể hoạt động ở nhiệt độ lên đến 60 độ C. Chúng không giải phóng các chất độc hại như chì và axit bên trong khi xảy ra hỏng hóc, đảm bảo môi trường sạch sẽ và an toàn cho con người.

+ Hiệu quả kinh tế cao: Với tuổi thọ kéo dài từ 2 đến 5 năm, pin Lithium giúp giảm chi phí thay thế và bảo dưỡng. Trong khi đó, ắc quy chì có tuổi thọ ngắn hơn, thường chỉ từ 1 năm sẽ phải thay.

Công ty sản xuất pin lithium tại Việt Nam

Pin lithium ngày càng được ứng dụng rộng rãi và phổ biến. Dòng pin này đang dần thay đổi đáp ứng về một cuộc sống xanh bởi khả năng phát thải thấp. Chính sự phát triển nhanh chóng của pin lithium đã mang lại nhiều lợi ích trên toàn cầu.

Hiện nay có rất nhiều nhà máy sản xuất dòng pin này trên toàn thế giới. Tại Việt Nam cũng đã khởi công và xây dựng một nanh máy sản xuất pin lithium vào cuối năm 2021 tại khu kinh tế Vũng Áng Hà Tĩnh. Với quy mô giai đoạn 1 lên đến 8ha và tổng mức đầu tư lên đến 4.000 tỷ đồng, dự án này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc xây dựng ngành sản xuất pin lithium hiện đại tại Việt Nam.

Nhà máy Pin VinES được thiết kế với mức độ tự động cao, vượt trội hơn 80%, áp dụng công nghệ tiêu chuẩn của Mỹ và châu Âu. Điều này đặt dự án này vào danh sách những nhà máy sản xuất pin tiên tiến nhất không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn khu vực. Việc khai trương nhà máy này sẽ giúp nước ta thúc đẩy ngành công nghiệp điện tử và năng lượng sạch, đồng thời thiết lập một hệ sinh thái năng lượng bền vững.

Nhà máy Pin VinES là một phần quan trọng của việc nội địa hóa nguồn cung cấp của VinFast – một trong những công ty ô tô hàng đầu tại Việt Nam. Bằng cách sản xuất pin lithium tại đất nước, VinFast có cơ hội tối ưu hóa hoạt động sản xuất của mình và giảm thiểu chi phí nhập khẩu. Điều này sẽ giúp công ty nắm bắt cơ hội trong cuộc cạnh tranh quốc tế về xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.