Những rắc rối của pin lắp trên máy bay khổng lồ Dreamliner của hãng Boeing đang phủ một bóng đen lên sự trông cậy của ngành công nghiệp xe hơi điện (EV) đối với pin lithium (Lithi). Độ an toàn của pin Lithi đang bị các nhà phê phán lên tiếng, họ tin rằng việc sử dụng xe hơi chạy điện tràn lan là một ảo tưởng không bao giờ trở thành hiện thực.
Một vài nhà phê bình còn kêu gọi chống lại sử dụng pin Lithi trong xe hơi điện và xe hybrid-xe hơi này đang sử dụng pin oxit Lithi-Cobalt giống như máy bay 787 Dreamliner, ô tô Tesla Roadster và Models cũng đang sử dụng. Tuy nhiên, hầu hết các hãng sản xuất xe hơi chạy điện sử dụng các loại pin oxit Lithi-Mangan , một số ít hãng sử dụng pin oxit Lithi-Nickel-Mangan -Cobalt và các pin Lithi- Sắt-Phốt phát, bởi vì các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm cho thấy các loại pin này an toàn nhất khi sử dụng trong điều kiện nhiệt độ cao. Pin Lithi-Mangan có thể có mật độ năng lượng thấp hơn, nhưng so với pin Lithi-Cobalt, thì tuổi thọ dài hơn và trơ lì tốt hơn khi bị hư hỏng.
6 loại pin Lithi thông dụng nhất
Những loại pin Lithi-Ion thông dụng nhất gồm các loại pin nói trên, ngoài ra còn có pin Lithi-Nickel-Cobalt-Nhôm, pin Lithi-Tinanate.
1. Pin oxit Lithi-Cobalt
Pin Lithi-Cobalt có một cathod oxit cobalt và một anod graphite-carbon. Loại pin này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử sách tay như máy tính laptop, điện thoại di động và máy ảnh kỹ thuật số bởi vì pin này có dung lượng năng lượng đặc biệt cao.
Tuy nhiên, kết hợp Lithi-Cobalt lại mang tính ổn định nhiệt kém. Khi bị hư hỏng, sạc điện quá mức hoặc hoạt động trong nhiệt độ trên 130ºC, pin Lithi-Cobalt dễ bị phát lửa–nghĩa là tăng nhiệt độ gây ra một phản ứng khiến cho nhiệt độ tăng tiếp nữa và rồi phát lửa; hiện tượng toé lửa này đã xẩy ra trên máy báy bay Dreamliners Boeing trong tháng Giêng vừa qua. Máy bay này sử dụng 63 pin Lithi-Cobalt là nguồn dự phòng cho nhiều hệ thống thiết bị.
2. Pin oxit Lithi-Mangan
Pin Lithi-Mangan chỉ có dung lượng điện năng bằng 2/3 của pin Lithi-Cobalt, nhưng pin này được xem an toàn hơn nhiều xét về độ ổn định nhiệt. Pin Lithi-Mangan được sử dụng trong xe hơi điện và xe hybrid như là xe Chevy Volt, cũng như là xe đạp điện, các dụng cụ điện, thiết bị điện tử sách tay và y tế. Pin Lithi-Mangan có dung lượng điện nhiều hơn pin Lithi-Nickel-Mangan 50%. Pin Lithi-Mangan này cũng được thiết kế để có tuổi thọ tối ưu, dung lượng điện cao.
3. Pin oxit Lithi-Nickel-Mangan -Cobalt
Giống như pin Lithi-Mangan, pin Lithi-Nickel-Mangan-Cobalt được coi là an toàn hơn nhiều xét về ổn định nhiệt so với pin Lithi-Cobalt và được thiết kế để có dung lượng điện cao. Kết hợp 1/3 Nickel, 1/3 Mangan và 1/3 Cobalt trong cathod sẽ hạ được chi phí nguyên liệu thô, bởi vì cobalt là nguyên liệu đắt nhất trong 3 nguyên liệu này. Tuy nhiên, qui trình phối liệu các nguyên liệu khó khăn, và nếu không tiến hành cẩn thận có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của pin. Pin loại này được sử dụng trong xe hơi điện và hybrid, xe đạp điện, các công cụ điện, các thiết bị điện tử sách tay và y tế.
4. Pin Lithi-Sắt-Phosphat
Pin Lithi-Sắt-Phosphatđược coi là an toàn hơn nhiều xét về ổn định nhiệt so với pin Lithi-Cobalt, và giống như pin Lithi-Mangan , pin này có tuổi thọ cao-mặc dù có dung lượng điện riêng thấp hơn. Sử dụng vật liệu cathod Phosphatthể nano là một giải pháp tiết kiệm hơn đối với pin Lithi-Cobalt và đạt được hiệu suất hoá điện tốt hơn với điện trở thấp. Nhược điểm của pin này là hiệu suất giảm trong điều kiện nhiệt độ thấp và nhiệt độ môi trường tăng làm giảm tuổi thọ của pin. Pin loại này cũng được sử dụng trong xe hơi điện và hybrid, xe đạp điện, dụng cụ điện, thiết bị điện tử sách tay và y tế.
5. Pin oxit Lithi-Nickel-Cobalt-Nhôm
Pin Lithium-Nickel-Cobalt-Nhôm không thông dụng trong thị trường điện tử tiêu dùng, nhưng mới đây gây chú ý đối với xe chạy điện và ngành công nghiệp tích điện mạng. Loại pin này có năng lượng riêng và mật độ điện cao, và tuổi thọ dài; tuy nhiên, độ an toàn biên và chi phí sản xuất cao làm cho loại pin này khó được tiếp tục phát triển.
6. Pin Lithi-Titanate
Giống như pin Lithi-Nickel-Cobalt-Nhôm, pin Lithi-Titanate (một hợp chất gồm lithi và titan) mới đây gây được chú ý đối với xe hơi điện và ngành công nghiệp tích điện mạng, mặc dù pin này cũng được sử dụng làm pin máy tính. Loại pin này được sản xuất ra từ những năm 80 của thế kỷ trước và có thể thay thế graphite trong anod của pin Lithi-Ion. Không giống như pin Lithi-Nickel-Cobalt-Nhôm, pin Lithi-Titanate có độ an toàn cao. Pin này có hiệu suất ở nhiệt độ thấp và tuổi thọ dài và có thể sạc điện nhanh – đây là tính năng vượt trội so với các loại pin Lithi khác. Các nhà nghiên cứu đang tập trung nâng cao năng lượng riêng và chi phí sản xuất thấp.
Trần Minh Huân – Lithium Investing
Nguồn Tạp chí Công nghiệp
