Tiêu Chí Chọn Pin Và Lợi Ích Của Mỗi Loại Pin

Pin là một thiết bị cung cấp năng lượng cho thiết bị điện bằng cách kết hợp một hoặc nhiều tế bào điện hóa với các kết nối bên ngoài. Chúng ta sẽ xem xét tất cả các loại pin sạc khác nhau cũng như công nghệ không thể sạc lại (kiềm) trong bài viết này.

Từ các tế bào nút cho đến hệ thống megawatt được kết nối với mạng phân phối điện ổn định, pin sạc có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Axit chì, niken cadimi (Ni-Cd), hyđrua kim loại niken (NiMH), ion liti (Li-ion) và polyme ion liti chỉ là một số vật liệu điện cực và chất điện phân được sử dụng (polyme Li-ion).

Làm thế nào để bạn chọn một pin?

Các tiêu chí sau đây cần được xem xét khi chọn pin:

• Dung lượng của pin tính bằng miliampe-giờ (mAh) (phương pháp tính được cung cấp bên dưới).
• Điện áp, được xác định bởi vật liệu sử dụng cho các điện cực và có thể nằm trong khoảng từ 3,2 đến 4 V đối với pin lithium và 1,2 đến 2 V đối với các loại khác, được xác định bởi vật liệu được sử dụng cho điện cực.
• Nhiệt độ mà máy hoạt động.
• Kích thước và hình thức của pin.
• Các loại ứng dụng.
• Chi phí.

Có hai tính năng mà tất cả các loại pin đều chia sẻ:

Điện áp của chúng được đo bằng vôn (V) và pin có thể sạc lại thường có giá trị 12V. Các tế bào 2 V riêng biệt, có nghĩa là được lắp ráp nối tiếp và có tuổi thọ khoảng 10 năm. Được sử dụng cho các tế bào lớn hơn có điện áp 12 V, 24 V hoặc 48 V.

Công suất của chúng được đo bằng ampe-giờ (Ah) và nó có thể được tăng lên bằng cách kết nối song song các pin bổ sung.

Lượng điện tích trữ được tính bằng kilowatt-giờ được tính bằng cách nhân điện áp với công suất (kWh). Hãy xem xét tình huống sau: Một pin 12V – 100 Ah có 12 × 100 = 1.200 Wh = 1,2 kWh theo lý thuyết.

Bạn phải chọn công nghệ hoặc loại pin và thành phần hóa học dựa trên các đặc điểm sau: axit-chì, niken hoặc lithium. Không có một công nghệ pin nào vượt trội so với phần còn lại. Mỗi loại pin đều có ưu và nhược điểm riêng, và các nhà điều hành ứng dụng sử dụng pin sẽ tùy thuộc vào việc xác định loại pin nào phù hợp nhất với nhu cầu của họ.

Tùy thuộc vào khí hậu (nhiệt độ môi trường xung quanh) và kiểu sử dụng, pin có tuổi thọ và số chu kỳ (độ sâu xả) được xác định trước. Bạn nên làm theo hướng dẫn bảo quản và sử dụng để kéo dài tuổi thọ và cải thiện hiệu suất của chúng.

Làm thế nào để bạn tính toán kích thước của một pin một cách chính xác?

Để tìm ra lượng pin bạn sẽ cần, hãy cộng lượng tiêu thụ hàng ngày của bạn và chia nó cho điện áp dòng điện một chiều (tính bằng watt mỗi ngày) (tính bằng vôn). Không nên cho phép một số pin, đặc biệt là pin axit-chì, xả xuống dưới 50%.

Chia kết quả này (tính bằng ampe / ngày) cho 0,5 để có công suất tối thiểu cần thiết. Khi so sánh với 12 V, làm việc ở 24 V cho phép bạn giảm công suất cần thiết hoặc thậm chí chia nó cho bốn nếu làm việc ở 48V. Tốt hơn là có nhiều điện hơn nếu bạn có nhiều thiết bị chạy cùng một lúc.

Lợi ích của việc sử dụng pin lithium là gì?

Một bộ tích lũy điện hóa sử dụng lithium làm nguyên tố hóa học được gọi là pin lithium. Pin lithium-ion có thể được làm từ bất kỳ vật liệu nào có chứa lithium. Kết quả là, nói rộng ra về loại pin này là có vấn đề vì các thị trường khối lượng lớn (chẳng hạn như máy ảnh, điện thoại di động, v.v.) và các lĩnh vực năng lượng cao (chẳng hạn như xe hybrid hoặc xe điện, hàng không, v.v.) có nhu cầu rất khác nhau về tuổi thọ, chi phí và công suất.

Hình dạng và kích cỡ của pin Lithium

Pin Lithium-ion (Li-ion) cực kỳ ổn định và có mật độ năng lượng cao (cao nhất trên thị trường).

Lithium polymer (Li-Po): thay vì chất điện phân lỏng, chất điện phân polymer được sử dụng trong công nghệ lithium-ion này. Các polyme bán rắn có độ dẫn điện cao tạo nên chất điện ly này. Đây dường như là một kỹ thuật khô đầy hứa hẹn.

Lithium iron phosphate (LiFePO4): Đây là dạng pin có mật độ năng lượng thấp hơn so với các công nghệ khác, nhưng lại có tuổi thọ cao và an toàn. Những loại pin này rất tốt cho nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện (UPS).

Thuận lợi:

• Mật độ năng lượng cao, có nghĩa là pin của bạn sẽ nhẹ hơn và nhỏ hơn.
• Nó yêu cầu ít bảo trì.
• Có thể sạc lại.
• Tuổi thọ cao.
• Tự phóng điện là cực kỳ thấp.
• Một loạt các hình dạng có sẵn.
• Hiệu ứng bộ nhớ bị hạn chế.

Nhược điểm:

• Chi phí cao hơn so với các hình thức công nghệ khác.
• Vì chúng có hại nên chúng cần có mạch bảo vệ.
• Giao thông vận tải tuân theo các quy tắc nghiêm ngặt.
• Ngay cả khi bạn không sử dụng nó, nó sẽ bị hao mòn.
• Có khoảng 1.300 chu kỳ khi xả 100%.

Ứng dụng của pin Lithium

Năng lượng mặt trời và năng lượng gió có thể được lưu trữ.

Có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện.

Các ứng dụng tự chạy (chiếu sáng không gian công cộng, đồng hồ đỗ xe, camera an ninh, biển báo tốc độ radar, đèn giao thông, v.v.).

Khả năng thích ứng (xe đạp điện, xe điện [công nghiệp tiện ích], người máy, hàng không, máy bay không người lái, tàu thuyền, v.v.)

Năng lượng có thể vận chuyển (pin, bộ chuyển đổi, bộ nguồn).

Lợi ích của việc sử dụng pin chì là gì?

Chất điện phân axit sunfuric pha loãng với nước được sử dụng để mở pin axit-chì. Loại pin này được phân biệt bởi độ tin cậy của nó và thực tế là nó sử dụng một công nghệ đã nổi tiếng và được làm chủ từ thế kỷ XIX. Nhược điểm của các loại pin này là chúng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ.

Chất điện phân của chúng tiêu biến theo thời gian, do đó chúng cần được đổ đầy lại bằng nước cất thường xuyên. Chất điện phân gel được sử dụng để làm kín pin axit-chì. Chúng mang lại lợi thế là không cần bảo trì và xử lý đơn giản (không rò rỉ), với độ ổn định do nhà sản xuất kiểm soát. Ở mức xả 80 phần trăm, chúng thường cung cấp khoảng 400 chu kỳ.

Thuận lợi:

• Độ tin cậy.
• Tuổi thọ cao.
• Không có hiệu ứng bộ nhớ.
• Không tốn kém.
• Tỷ lệ tự xả thấp, dao động từ 5 đến 10% mỗi tháng.

Nhược điểm:

• Nặng.
• Sự thiếu tự chủ.
• Nhạy cảm với lạnh.
• Yêu cầu bảo trì thường xuyên (chỉ mở pin).
• Mật độ năng lượng thấp.

Các ứng dụng:

Thiết bị cho các phương tiện giao thông đường sắt và xe cộ (bao gồm cả xe tải), máy bay, vệ tinh và các loại công nghiệp khác. 

Ưu điểm của việc sử dụng pin niken là gì?

Bởi vì pin lai niken-kim loại, thường được gọi là pin NiMH, ít gây hại cho môi trường hơn, chúng đã gần như thay thế hoàn toàn pin Ni-Cd niken-cadmium. 

Việc bao gồm cadmium trong pin Ni-Cd gây khó khăn cho việc tái chế chúng khi hết thời gian sử dụng. Pin NiMH có mật độ năng lượng cao và có thể được xả hết mà không làm giảm tuổi thọ của chúng.

Chúng có nhược điểm là dung lượng hạn chế nên phù hợp hơn với các thiết bị di động có thời lượng pin chỉ vài giờ. Ở mức xả 80 phần trăm, chúng thường cung cấp từ 500 đến 700 chu kỳ.

Pin Ni-Cd cung cấp những ưu điểm sau:

• Tuổi thọ cao lên đến 20 năm.
• Nhiệt độ khắc nghiệt (-20 ° C đến + 40 ° C) không phải là vấn đề.
• Điện trở bên trong thấp, dẫn đến mật độ năng lượng cao và khả năng sạc nhanh.
• Pin nhẹ hơn pin chì.

Pin Ni-Cd có những nhược điểm sau:

• Nó tốn kém hơn.
• Niken và cadimi đều là những kim loại nguy hiểm. Chi phí xử lý và tái chế pin cao.
• Do hiệu ứng bộ nhớ, pin phải cạn kiệt trước khi được sạc lại.

Ưu điểm của việc sử dụng pin kiềm là gì?

Kẽm mangan đioxit (Zn-MnO2) và liti mangan đioxit (Li-MnO2) là những loại pin kiềm phổ biến nhất (Li-MnO2). Pin kiềm chủ yếu được sử dụng trong gia đình. Hình trụ (LR3, LR6, LR14, LR20) và các loại ô nút là phổ biến nhất.

Pin kiềm thường được sử dụng trong các thiết bị di động công suất thấp như điều khiển từ xa, đèn pin, đồng hồ, đồ chơi, v.v. vì kích thước và trọng lượng của chúng.

Thuận lợi:

1. Không tốn kém.
2. Mật độ năng lượng hợp lý.
3. Có sẵn.

Nhược điểm: Thông thường, pin kiềm không thể sạc lại được.

Trên đây là một vài nhận định về một số loại pin thông dụng. Tùy thuộc mục đích sử dụng, B2bmart.vn hy vọng bạn đã có thêm một vài thông tin hữu ích trong việc lựa chọn công cụ phù hợp với mục đích sử dụng của mình.