Pin Lithium-ion hoạt động như thế nào
Nov 28, 2023
Lấy pin thứ cấp lithium-ion của hệ thống LiCoO làm ví dụ để minh họa nguyên lý hoạt động của nó. Thông thường, pin thứ cấp lithium-ion bao gồm điện cực dương, chất điện phân, thiết bị phân tách và điện cực âm. Trong quá trình sạc, các ion lithium trong điện cực dương được giải phóng khỏi cấu trúc phân lớp LiCoO. Hóa trị của nguyên tố Co tăng từ +III lên +IV. Vật liệu điện cực dương trải qua phản ứng oxy hóa. Đồng thời, các ion lithium di chuyển đến điện cực âm của pin thông qua chất điện phân. LiCx được tạo ra bằng cách kết hợp với cacbon trong cấu trúc phân lớp của vật liệu cacbon. Khi pin được nối với tải, các phản ứng xảy ra trên hai điện cực là phản ứng nghịch của các phản ứng xảy ra trong quá trình sạc. Dải phân cách nằm giữa các điện cực phản ứng dương và âm. Thiết bị phân tách có thể truyền các ion nhưng không cho các electron đi qua. Đồng thời, khi xảy ra một mức độ ngắn mạch vi mô nhất định giữa các điện cực dương và âm của pin, dải phân cách cũng đóng vai trò ngăn chặn và bảo vệ.
Pin lithium-ion được đánh giá ở mức 3,6V. Điện áp khi pin được sạc đầy (gọi là điện áp kết thúc) thường là 4,2V; điện áp kết thúc của pin lithium-ion là 2,5V. Nếu pin lithium-ion tiếp tục được sử dụng sau khi điện áp giảm xuống 2,5V trong quá trình sử dụng thì gọi là xả quá mức, sẽ gây hư hỏng pin.
Pin lithium-ion tương đối đắt tiền. Nếu không đáp ứng được yêu cầu sạc và sử dụng, nó rất dễ phát nổ và giảm tuổi thọ. Vì pin lithium-ion rất nhạy cảm với nhiệt độ, quá điện áp, quá dòng và quá tải nên tất cả các loại pin đều tích hợp nhiệt điện trở (theo dõi nhiệt độ sạc) và mạch bảo vệ chống quá áp, quá dòng và quá tải.