Khám phá công nghệ Pin Ternary Lithium trên xe ô tô điện

Trong cuộc cách mạng xe điện, việc chọn lựa loại pin phù hợp đóng vai trò quan trọng quyết định hiệu suất và khả năng vận hành của các phương tiện chạy điện. Trong số những loại pin đang được sử dụng rộng rãi, thì pin Lithium Ternary đang thu hút sự chú ý đặc biệt từ các nhà sản xuất ô tô hàng đầu hiện nay.

Các nhà sản xuất ô tô đang tích cực tích hợp pin Lithium Ternary vào các dòng xe của họ. Bài viết dưới đây sẽ đưa các bạn đi tìm hiểu sâu về loại pin này. Cùng khám phá nhé!

Tổng quan về Pin Ternary Lithium

Các hãng sản xuất ô tô đang lựa chọn sử dụng nhiều loại pin khác nhau cho các dòng xe điện của họ. Một số loại pin đặc biệt được ưa chuộng và thường xuất hiện trong ngành công nghiệp ô tô bao gồm: pin niken-hydro kim loại (NiMH), pin lithium sắt photphat (LFP), và pin lithium Ternary.

Pin Lithium Ternary là một trong những công nghệ pin tiên tiến nhất, được biết đến với khả năng kết hợp một hệ thống lithium-ion với các yếu tố như nickel, mangan và cobalt (NMC). Sự kết hợp này mang lại hiệu suất cao và dung lượng năng lượng lớn, làm cho pin Lithium Ternary trở thành lựa chọn hấp dẫn trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về xe điện.

Cấu tạo của pin

Pin Ternary Lithium có cấu tạo khác biệt so với các loại pin Lithium khác. Vật liệu cực âm của pin Ternary Lithium bao gồm ba thành phần chính là Niken, Coban và Mangan, cùng với sự bổ sung của phốt phát Sắt Lithium và Ternary. Cụ thể:

• Niken: Niken có đặc tính khó bị oxy hóa trong không khí ở nhiệt độ phòng. Hàm lượng Niken cao trong pin Ternary giúp tăng mật độ năng lượng, từ đó kéo dài thời gian giữa các chu kỳ sạc. Đây là yếu tố quan trọng đối với hiệu suất và tuổi thọ của pin.
• Coban: Coban không phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng, thậm chí khi độ ẩm cao. Ion Coban giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc lớp vật liệu, từ đó cải thiện khả năng dẫn điện và hiệu suất tổng thể của pin.
• Mangan: Mangan hoạt động ổn định và khó bị oxy hóa. Ion Mangan đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính an toàn và độ ổn định của pin, đồng thời giảm chi phí sản xuất. Đây là một yếu tố quan trọng khi xem xét về mặt kinh tế của công nghệ pin.

Hiện nay, pin Ternary Lithium ngày càng trở nên phổ biến trong việc ứng dụng trên các ô tô điện. Đặc biệt, với ưu thế về dung lượng, pin này có khả năng làm tăng phạm vi di chuyển của các xe điện trong tương lai, đồng thời mang lại hiệu suất và tuổi thọ đáng kể.

Cách thức hoạt động

Pin Ternary Lithium hoạt động dựa trên nguyên tắc của quá trình điện hóa và phản ứng hóa học giữa các thành phần chính của pin, bao gồm Niken, Coban, Mangan và phốt phát Sắt Lithium và Ternary. Dưới đây là cách thức hoạt động chi tiết:

• Tạo điện áp: Pin Ternary Lithium bắt đầu bằng việc tạo ra một điện áp. Vật liệu cực dương (cathode) trong pin chứa Lithium-ion, còn vật liệu cực âm (anode) chứa Niken, Coban, và Mangan.
• Di chuyển ion Lithium: Khi pin hoạt động, ion Lithium di chuyển từ cực dương tới cực âm thông qua màng điện ly bên trong pin. Trong quá trình này, ion Lithium tham gia vào quá trình oxi hóa và khử trong cả hai cực, cung cấp nguồn điện năng cho các thiết bị sử dụng pin.
• Phản ứng hóa học: Quá trình oxi hóa và khử trong vật liệu cực dương (cathode) và vật liệu cực âm (anode) tạo ra dòng điện chảy qua mạch ngoài cung cấp nguồn năng lượng cho thiết bị.
• Lưu trữ năng lượng: Pin Ternary Lithium lưu trữ năng lượng trong quá trình oxi hóa và khử của ion Lithium. Quá trình này làm cho pin có thể cung cấp năng lượng trong một thời gian dài.
• Tái nạp pin: Khi pin cạn kiệt năng lượng, người dùng có thể sạc lại pin bằng cách kết nối nó với nguồn điện. Trong quá trình sạc, ion Lithium di chuyển từ cực âm tới cực dương, trở về trạng thái ban đầu để sẵn sàng sử dụng tiếp.

Đặc điểm nổi bật của pin Ternary Lithium

Được đánh giá là một loại pin an toàn nhất hiện nay. Pin Ternary Lithium được nhiều nhà sản xuất ô tô điện ưu tiên trang bị trên các mẫu xe nhờ vào những ưu điểm nổi bật hơn hẳn so với những loại pin khác. Ở phần dưới đây tôi sẽ điểm qua một số ưu điểm của dòng pin này.

Mật độ năng lượng cao

Theo thông báo từ các nhà sản xuất, mật độ năng lượng của pin Ternary Lithium có thể đạt khoảng 200 Wh/kg. Con số này vượt trội so với các loại pin Lithium Iron Phosphate (LFP) thông thường, với mật độ năng lượng dao động từ 100 đến 110 Wh/kg, thậm chí cao nhất cũng chỉ đạt 150 Wh/kg. Sự chênh lệch này đóng vai trò quan trọng trong quyết định của các hãng xe khi chọn lựa loại pin cho các mô hình xe điện của mình.

Mật độ năng lượng cao không chỉ giúp xe điện có thể di chuyển được quãng đường dài hơn mà còn giảm trọng lượng và tăng khả năng lưu trữ năng lượng của pin. Điều này làm tăng hiệu suất toàn bộ của xe, mang lại trải nghiệm lái xe tốt hơn và thuận tiện hơn cho người dùng.

Đồng thời, mật độ năng lượng cao cũng đồng nghĩa với việc giảm thời gian cần thiết cho quá trình sạc, cung cấp sự tiện lợi đặc biệt cho người sử dụng xe điện trong cuộc sống hàng ngày.

Trọng lượng nhẹ

Vì pin có mật độ năng lượng cao nên trọng lượng của pin rất là nhẹ. Điều này giúp giảm trọng lượng tổng thể của pin, làm cho các mẫu xe sử dụng loại pin này trở nên hiệu quả hơn về mặt năng lượng.

Khối lượng nhẹ của pin giúp giảm tải trọng cho xe, dẫn đến việc tiêu thụ ít năng lượng khi di chuyển. Điều này có nghĩa là xe có tốc độ di chuyển nhanh hơn, tiết kiệm nhiều năng lượng hơn, và cung cấp trải nghiệm lái xe tốt hơn cho người dùng.

Không chỉ vậy, khối lượng nhẹ cũng giúp gia tăng độ bền và tuổi thọ của pin. Các phương tiện sử dụng pin Ternary Lithium thường có khả năng duy trì hiệu suất cao trong thời gian dài mà không cần thay thế pin thường xuyên. Điều này giúp giảm chi phí bảo dưỡng và thay thế pin, cũng như làm cho xe điện trở nên thân thiện hơn với môi trường.

Chịu được nhiệt độ thấp

Theo công bố của nhà sản xuất ở -20 độ C, pin Ternary Lithium có thể giải phóng đến 701,4% dung lượng của nó, và giới hạn nhiệt độ thấp nhất của loại pin này được đánh giá có thể xuống đến -30 độ C. Điều này có nghĩa rằng vào mùa đông, những mẫu xe điện được trang bị pin Ternary Lithium sẽ có khả năng đi được quãng đường xa hơn mà không lo lắng về hiệu suất sụt giảm.

Khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp cao cùng với mật độ năng lượng cao của pin giúp tối ưu hóa hiệu suất của xe điện, ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt. Điều này đồng nghĩa với việc chủ nhân của xe điện có thể tin tưởng rằng phương tiện của họ sẽ hoạt động ổn định và đáng tin cậy, bất kể thời tiết ngoài kia.

Hiệu suất sạc và xả tốt

Pin lithium Ternary thể hiện hiệu suất sạc và xả tốt nhờ khả năng di chuyển ion lithium trong cực dương theo hai hướng khác nhau. Sự linh hoạt này giúp cải thiện khả năng tiếp nhận và phát điện năng nhanh chóng hơn so với pin Lithium Iron Phosphate (LFP). Điều này nghĩa là pin Ternary Lithium có khả năng tiếp nhận năng lượng nhanh chóng hơn, giúp tiết kiệm thời gian sạc và cung cấp điện nhanh chóng cho xe điện.

Điểm hạn chế

Không thể phủ nhận pin lithium Ternary có rất nhiều những ưu điểm nổi trội. Tuy nhiên, loại pin này vẫn có những điểm hạn chế nhất định. Một số nhược điểm của dòng pin này là:

• Kém an toàn: Nhược điểm lớn nhất của pin lithium Ternary là độ an toàn khá thấp, đặc biệt là khi hoạt động ở nhiệt độ cao. Cấu trúc của niken, coban, và nhôm trong cực dương của pin có thể trở nên không ổn định và dễ bốc cháy, tạo ra nguy cơ mất an toàn.
• Tuổi thọ ngắn: So với pin Lithium Iron Phosphate (LFP), pin lithium Ternary có tuổi thọ ngắn hơn. Mặc dù trên lý thuyết, tuổi thọ của pin lithium Ternary là khoảng 2.000 chu kỳ sạc, nhưng sau 1.000 chu kỳ sạc, dung lượng của nó giảm xuống chỉ còn khoảng 60%. Trong khi đó, pin LFP vẫn giữ được khoảng 80% dung lượng sau 3.000 chu kỳ sạc. Một chu kỳ sạc là một lần sạc đầy rồi xả hết dung lượng pin.
• Chi phí cao: Điều này là do sử dụng các kim loại hiếm để chế tạo cực dương. So với niken, coban, hay mangan, sắt và photphat của pin LFP đương nhiên rẻ hơn, mang đến có lợi thế về chi phí. Chi phí cao cũng có thể là một hạn chế trong việc tích hợp vào các ứng dụng đòi hỏi giá thành thấp.

Những dòng xe ô tô điện trang bị Pin Ternary Lithium

Hiện nay, nhiều dòng xe điện hàng đầu trên thị trường được trang bị pin Ternary Lithium, nhờ vào những ưu điểm vượt trội của loại pin này. Dưới đây là một số dòng xe nổi tiếng sử dụng loại pin này:

• VinFast VF5 Plus: Pin Ternary Lithium giúp VinFast đạt được cân bằng giữa dung lượng và hiệu suất, làm tăng sức hút của các mô hình xe điện của họ trên thị trường.
• Tesla Model 3 và Model Y: Tesla – một trong những nhà sản xuất xe điện hàng đầu, sử dụng pin Ternary Lithium trong dòng xe Model 3 và Model Y. Pin này giúp cung cấp hiệu suất và phạm vi di chuyển ấn tượng.
• BYD Tang EV: BYD – một nhà sản xuất xe điện hàng đầu từ Trung Quốc, cũng áp dụng công nghệ pin Ternary Lithium trong dòng xe SUV điện Tang EV. Điều này giúp cải thiện dung lượng và hiệu suất của xe.
• NIO ES6 và ES8: Cả hai dòng xe điện cao cấp ES6 và ES8 của NIO đều được trang bị pin Ternary Lithium. Điều này mang lại hiệu suất và phạm vi di chuyển ấn tượng cho các mô hình này.
• Audi e-tron: Audi e-tron, một trong những mô hình điện đầu tiên của Audi, cũng sử dụng pin Ternary Lithium, cung cấp sự ổn định và hiệu suất cho xe.
• BMW iX3: BMW iX3, một mô hình xe điện của BMW, cũng chọn lựa pin Ternary Lithium để đạt được cân bằng giữa hiệu suất và dung lượng.

Lựa chọn Pin Ternary Lithium không chỉ mang lại hiệu suất vượt trội mà còn đóng góp tích cực vào việc giảm khí thải và bảo vệ môi trường. Điều này chắc chắn sẽ làm cho Pin Ternary Lithium tiếp tục là một trong những nguồn năng lượng quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp xe điện trong tương lai.