Các loại Pin Lithium ion hiện có trên thị trường

Pin Lithium-ion có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau và không phải tất cả chúng đều giống nhau. Dưới đây là mô tả về sáu loại pin lithium ion khác nhau, cũng như các thành phần và ứng dụng phổ biến của chúng.

Lithi Coban Oxit (LiCoO 2 ) - LCO

Pin lithium coban oxit được sản xuất từ ​​lithium cacbonat và coban và còn được gọi là pin lithium coban hoặc pin lithium ion coban. Những loại pin này được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và máy ảnh điện tử vì năng lượng cụ thể cao của chúng . Chúng có cực âm oxit coban và cực dương cacbon bằng than chì, và các ion liti di chuyển từ cực dương sang cực âm trong quá trình phóng điện, với dòng chảy ngược lại khi pin được sạc.

Loại pin này có một vài nhược điểm, bao gồm thời lượng pin ngắn và công suất cụ thể thấp. Chúng tôi cũng muốn cho bạn biết rằng những loại pin này không an toàn như các loại pin khác. Mặc dù vậy, chúng là một lựa chọn phổ biến cho điện thoại di động và các thiết bị điện tử cầm tay khác vì các đặc tính của chúng.

Lithium Mangan Oxit (LiMn 2 O 4 ) - LMO

Pin lithium mangan oxit đôi khi được gọi là pin lithium manganate hoặc pin lithium ion mangan, hoặc pin Spinel li-mangan hoặc mangan. Công nghệ cho loại pin này lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1980, với công bố đầu tiên trên Bản tin Nghiên cứu Vật liệu vào năm 1983. Moli Energy đã sản xuất các tế bào pin lithium ion thương mại đầu tiên sử dụng lithium mangan oxit làm vật liệu catốt vào năm 1996 .

Tính ổn định ở nhiệt độ cao giúp phân biệt pin lithium mangan oxit với các loại pin khác, cũng an toàn hơn các loại pin lithium-ion khác. Do đó, chúng thường được tìm thấy trong các thiết bị và dụng cụ y tế, nhưng chúng cũng có thể được sử dụng trong các dụng cụ điện, xe máy điện và các ứng dụng khác. Pin lithium mangan oxit cũng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy tính xách tay và xe điện.

Lithium Sắt Phosphate (LiFePO 4 ) - LFP

Phốt phát được sử dụng làm cực âm trong pin lithium sắt phốt phát, thường được gọi là pin li-phốt phát. Chúng có chất lượng điện trở thấp, giúp cải thiện độ ổn định nhiệt và độ an toàn của chúng.

Độ bền và vòng đời dài là những ưu điểm khác - pin đã sạc đầy có thể được giữ lại mà không ảnh hưởng đến tuổi thọ tổng thể của pin. Khi tuổi thọ pin kéo dài của pin Li-phosphate được xem xét, chúng thường là lựa chọn hiệu quả nhất về chi phí. Mặt khác, điện áp thấp hơn của pin lithium-phosphate có nghĩa là nó có ít năng lượng hơn các loại pin lithium khác.

Do đó, loại pin này thường được sử dụng trong xe điện, lưu trữ năng lượng và các ứng dụng khác đòi hỏi vòng đời lâu dài và mức độ an toàn cao.

Lithium Niken Mangan Coban Oxit (LiNiMnCoO 2 ) - NMC

Pin Lithium Nickel mangan Cobalt Oxide, thường được gọi là pin NMC, được cấu tạo từ nhiều loại vật liệu phổ biến trong pin lithium-ion. Một cực âm được làm bằng hỗn hợp niken, mangan và coban được bao gồm.

Pin NMC, giống như các loại pin lithium ion khác, có thể có mật độ năng lượng riêng cao hoặc r powe cụ thể cao. Tuy nhiên, chúng không thể có cả hai tính năng . Loại pin này thường thấy nhất trong các dụng cụ điện và hệ thống truyền lực ô tô.

60% niken, 20% mangan và 20% coban thường là những tỷ lệ kết hợp cực âm. Điều này có nghĩa là chi phí của nguyên liệu thô thấp hơn so với các giải pháp pin lithium ion khác, vì coban có thể khá đắt. Bởi vì một số nhà sản xuất pin có kế hoạch chuyển đổi hóa học pin của họ thành tỷ lệ niken lớn hơn để sử dụng ít coban hơn, giá của những loại pin này có thể giảm nhiều hơn nữa trong tương lai. Do tỷ lệ tự phát nhiệt thấp nên loại pin này thường được sử dụng trong các loại xe điện .

Oxit nhôm Lithium Niken Coban (LiNiCoAlO 2 ) - NCA

Pin NCA, hoặc pin lithium niken coban oxit nhôm, đang phát triển trong lĩnh vực xe điện và lưu trữ trên lưới điện.

Mặc dù pin NCA không được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng nhưng chúng có tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp ô tô . Pin NCA cung cấp sự lựa chọn năng lượng cao với tuổi thọ dài , nhưng chúng kém an toàn hơn các loại pin lithium ion khác và khá đắt. Để đảm bảo an toàn cho người lái, ắc quy NCA phải đi kèm với hệ thống giám sát.

Với việc sử dụng rộng rãi pin NCA trong xe điện, nhu cầu về loại pin này có thể tăng lên khi số lượng xe điện ngày càng tăng.

Lithium Titanate (Li2TiO3) - LTO

Cuối cùng, lithium titanate, thường được gọi là li-titanate, là một loại pin có số lượng sử dụng ngày càng tăng. Do sử dụng công nghệ nano vượt trội, pin lithium-titanate có thời gian sạc lại cực kỳ nhanh chóng.

Pin li-titanate đang được các nhà sản xuất xe điện và xe đạp sử dụng, và loại pin này có khả năng được sử dụng trên xe buýt điện dành cho giao thông công cộng . Tuy nhiên, những loại pin này có mật độ năng lượng hoặc điện áp nội tại thấp hơn so với các loại pin lithium-ion khác, điều này có thể gây ra vấn đề khi cung cấp năng lượng hiệu quả cho ô tô. Mặc dù vậy, pin lithium titanate có mật độ cao hơn so với pin không phải lithium-ion, đó là một lợi ích.

Những loại pin này có thể được sử dụng cho các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ, cũng như lưu trữ năng lượng gió và năng lượng mặt trời và xây dựng các lưới điện thông minh. Hơn nữa, theo Battery Space, những viên pin này có thể được sử dụng trong các bản sao lưu quan trọng của hệ thống điện.

Pin lithium ion nào tốt nhất?

Pin Lithium ion có nhiều loại và có nhiều mục đích sử dụng. Điều đó có nghĩa là một số loại pin lithium ion hiện tại phù hợp hơn với các ứng dụng cụ thể hơn những loại khác. Điều quan trọng nhất là chọn pin phù hợp nhất với nhiệm vụ.

Cũng cần lưu ý rằng ngành công nghiệp pin lithium-ion liên tục thay đổi. Các công ty và nhà khoa học trên khắp thế giới đang tạo ra các loại pin mới để hoạt động cùng với pin lithium-ion hoặc thay thế chúng. Khi những loại pin mới này phát triển, điều quan trọng là phải theo dõi xem loại pin nào xuất hiện trước.

Loại pin Lithium-ion Công suất Năng lượng An toàn Tuổi thọ Chi phí Hiệu suất Oxit Lithium Coban Thấp Cao Thấp Thấp Thấp Trung bình Lithium Mangan Oxit Trung bình Trung bình Trung bình Thấp Thấp Thấp Lithium Nickel Mangan Coban Oxit Trung bình Cao Trung bình Trung bình Thấp Trung bình Lithium Sắt Phosphate Cao Thấp Cao Cao Thấp Trung bình Oxit nhôm Lithium Niken Coban Trung bình Cao Thấp Trung bình Trung bình Trung bình Lithium Titanate Trung bình Thấp Cao Cao Cao Cao

Pin lithium nào phù hợp nhất cho lưu trữ điện năng lượng mặt trời?

Năm 1996, Đại học Texas (và những người đóng góp khác) đã phát hiện ra phốt phát làm vật liệu cực âm cho pin lithium có thể sạc lại. Lithium Sắt Phosphate (LFP) mang lại hiệu suất điện hóa tốt với điện trở thấp. Điều này có thể thực hiện được với vật liệu cực âm photphat quy mô nano. Các lợi ích chính là đánh giá dòng điện cao và vòng đời dài, bên cạnh tính ổn định nhiệt tốt, nâng cao tính an toàn và khả năng chịu đựng nếu bị lạm dụng.

Lithium Sắt Phosphate (LFP) chịu đựng tốt hơn trong điều kiện sạc đầy và ít bị căng hơn các pin lithium ion khác nếu được giữ ở điện áp cao trong thời gian dài. Điện áp danh định thấp hơn 3,2V / cell của nó sẽ làm giảm năng lượng cụ thể xuống dưới mức năng lượng cụ thể của lithium-ion pha trộn với coban. Với hầu hết các loại pin, nhiệt độ lạnh làm giảm hiệu suất và nhiệt độ lưu trữ tăng cao làm giảm tuổi thọ sử dụng và Li-phosphate cũng không ngoại lệ. Li-phosphate có khả năng tự phóng điện cao hơn so với các loại pin Li-ion khác, điều này có thể gây ra các vấn đề cân bằng do lão hóa. Điều này có thể được giảm thiểu bằng cách mua các tế bào chất lượng cao và / hoặc sử dụng thiết bị điện tử điều khiển phức tạp, cả hai đều làm tăng giá thành của pin.

Do những ưu điểm của nó, Pin Lithium Sắt Phosphate thường được sử dụng để thay thế pin khởi động axit chì, sử dụng cho xe điện và dùng lưu trữ năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời,

Thông số chính của pin Lithium Sắt Phosphate (LFP)

Điện áp

3,20, 3,30V danh nghĩa; dải hoạt động điển hình 2,5-3,65V / cell

Năng lượng

90-120Wh / kg

Sạc (C-rate)

1C điển hình, sạc đến 3,65V

Xả (C-rate)

1C, 25C trên một số ô; Xung 40A (2s); 2.50V cắt (thấp hơn 2V gây ra thiệt hại)

Tuổi thọ

2000 ~ 8000 chu kỳ (liên quan đến độ sâu xả, nhiệt độ)