Pin lithium 60V

Pin Lithium – ion (Li-ion) là một loại pin điện hóa thuận nghịch, trong đó các ion Li⁺ di chuyển từ điện cực âm đến cực dương trong quá trình phóng, và ngược lại khi nạp điện. 

Khi mới ra đời thì pin Li-ion chủ yếu được sử dụng làm nguồn điện cho các thiết bị di động như: điện thoại di động, máy tính xách tay, các thiết bị giải trí đa phương tiện. Tuy nhiên với các ưu điểm nổi trội thì Pin Li-ion ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các loại xe điện và xe lai. Tính đến năm 2014 thì 73% thị trường pin Li-ion là cung cấp cho xe điện và xe lai. (Hình 1)

Pin Li-ion có cấu tạo gồm 4 phần chính: điện cực âm, điện cực dương, màng ngăn cách điện và chất điện phân.

Điện cực âm (Cathode): thường được nối với vỏ pin và được làm từ graphit (than chì) có chức năng lưu giữ các ion Li⁺ trong tinh thể.

Điện cực dương (Anot) thường được cấu thành từ một lớp oxit (như lithium cobalt oxide), một polyanion (như lithium sắt photphat), hoặc một

spinel (như lithium oxit mangan). Khi có dòng điện chạy qua, nguyên tử lithium dễ dàng tách khỏi cấu trúc tạo thành ion dương Li⁺

Màng ngăn cách điện (separator) là màng mỏng được làm bằng nhựa PE hoặc PP nằm giữa cực dương và cực âm, có nhiều lỗ nhỏ có chức năng ngăn cách giữa cực dương và cực âm nhưng vẫn cho các ion Li⁺ đi qua. Một số pin màng ngăn cách có khả năng khít lại khi nhiệt độ cao, không cho Li⁺ đi qua.

Chất điện phân (Electrolyte): thường là chất lỏng chứa hỗn hợp của cacbonat hữu cơ như ethylene cacbonat hoặc cacbonat diethyl chứa phức hợp của các ion lithium. Tùy thuộc vào vật liệu chế tạo mà điện áp, công suất, số chu kỳ phóng-nạp và an toàn của pin Li-ion có thể thay đổi đáng kể. Gần đây, kiến trúc mới sử dụng công nghệ nano đã được sử dụng để cải thiện hiệu suất của pin.

Lithium tinh khiết phản ứng mạnh với nước để tạo thành lithium hydroxide và khí hydro. Vì vậy, pin Li-ion luôn sử dụng chất điện phân không có nước (thấp hơn 0.001%) và được đóng gói trong một lớp vỏ kín và chắc chắn. Ngoài ra, pin Li-ion có thể được chế tạo có lỗ thoát khí để tránh pin bị nổ khi áp suất bên trong tăng cao.