Điện cực dương củapin lithium-ionVật liệu lithium sắt photphat có nhiều ưu điểm vượt trội về độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ. Đây là một trong những chỉ số kỹ thuật quan trọng nhất của pin năng lượng. Pin LiFePO4 với chu kỳ sạc và xả 1C có thể đạt được 2000 lần, không bị thủng và không dễ cháy nổ khi sạc quá mức. Vật liệu catốt lithium sắt photphat giúp cho việc sử dụng nối tiếp các pin lithium-ion dung lượng lớn trở nên dễ dàng hơn.
Liti sắt photphat làm vật liệu catốt
Pin LiFePO4 là loại pin lithium-ion sử dụng lithium sắt photphat làm vật liệu điện cực dương. Vật liệu điện cực dương của pin lithium-ion chủ yếu bao gồm lithium cobalat, lithium manganat, lithium nickelat, vật liệu tam phân, lithium sắt photphat, v.v. Trong đó, lithium cobalat là vật liệu điện cực dương được sử dụng trong hầu hết các loại pin lithium-ion. Về nguyên tắc, lithium sắt photphat cũng trải qua quá trình nhúng và tách ion. Nguyên tắc này tương tự như lithium cobalat và lithium manganat.
Ưu điểm của pin LiFePO4
1. Hiệu suất sạc và xả cao
Pin LiFePO4 là pin sạc lithium-ion. Một trong những mục đích chính là sử dụng làm pin dự phòng. Nó có nhiều ưu điểm vượt trội so với pin Ni-MH và Ni-Cd. Pin LiFePO4 có hiệu suất sạc và xả cao, có thể đạt trên 90% trong điều kiện xả, trong khi pin axit chì chỉ đạt khoảng 80%.
2. Pin LiFePO4 có hiệu suất an toàn cao.
Liên kết PO trong tinh thể lithi sắt photphat ổn định và khó phân hủy, không bị sụp đổ hoặc nóng lên như lithi cobanat hay tạo thành chất oxy hóa mạnh ngay cả ở nhiệt độ cao hoặc quá tải, do đó có độ an toàn tốt. Trong hoạt động thực tế, một phần nhỏ mẫu được phát hiện có hiện tượng cháy trong thử nghiệm châm cứu hoặc ngắn mạch, nhưng không xảy ra hiện tượng nổ. Trong thí nghiệm quá tải, khi sử dụng điện áp sạc cao gấp nhiều lần điện áp tự phóng điện, vẫn xảy ra hiện tượng nổ. Tuy nhiên, độ an toàn khi quá tải của nó đã được cải thiện đáng kể so với pin lithi coban oxit điện phân lỏng thông thường.
3. Pin LiFePO4 có tuổi thọ chu kỳ dài.
Pin LiFePO4 là loại pin lithium-ion sử dụng lithium sắt photphat làm vật liệu điện cực dương. Pin axit chì có tuổi thọ chu kỳ khoảng 300 lần, cao nhất là 500 lần. Pin lithium sắt photphat có tuổi thọ chu kỳ hơn 2000 lần, và với chế độ sạc tiêu chuẩn (tốc độ 5 giờ) có thể sử dụng được đến 2000 lần. Pin axit chì cùng chất lượng có tuổi thọ “mới dùng được nửa năm, cũ dùng được nửa năm, bảo dưỡng nửa năm”, lên đến 1-1,5 năm, trong khi pin LiFePO4 được sử dụng trong cùng điều kiện, tuổi thọ lý thuyết có thể đạt 7-8 năm. Xét về tổng thể, tỷ lệ hiệu suất/giá thành về mặt lý thuyết cao hơn gấp bốn lần so với pin axit chì. Khả năng xả dòng cao cho phép sạc và xả nhanh với dòng điện cao 2C. Với bộ sạc chuyên dụng, pin có thể được sạc đầy trong vòng 1,5 phút với tốc độ sạc 1,5C, và dòng khởi động có thể đạt 2C, điều mà pin axit chì không có được.
4. Hiệu suất nhiệt tốt
Nhiệt độ cực đại của lithi sắt photphat có thể đạt từ 350°C đến 500°C, trong khi lithi manganat và lithi cobanat chỉ đạt khoảng 200°C. Với phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng (-20°C–+75°C) và khả năng chịu nhiệt cao, nhiệt độ cực đại khi gia nhiệt bằng điện của lithi sắt photphat có thể đạt từ 350°C đến 500°C, trong khi lithi manganat và lithi coban oxit chỉ đạt 200°C.
5. Pin LiFePO4 dung lượng cao
Nó có dung lượng lớn hơn các loại pin thông thường (pin chì-axit, v.v.). Dung lượng mỗi cell là 5AH-1000AH.
6. Không có hiệu ứng bộ nhớ
Pin sạc hoạt động trong điều kiện thường không được xả hết hoàn toàn, và dung lượng sẽ nhanh chóng giảm xuống dưới dung lượng định mức. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng bộ nhớ. Bộ nhớ giống như pin niken-kim loại hydrua và niken-cadmi, nhưng pin LiFePO4 không có hiện tượng này, bất kể pin ở trạng thái nào, nó đều có thể sử dụng được khi đang sạc, không cần xả và sạc lại. 7. Trọng lượng nhẹ của pin LiFePO4
Pin LiFePO4 có cùng thông số kỹ thuật và dung lượng thì thể tích chỉ bằng 2/3 so với pin axit chì, và trọng lượng bằng 1/3 so với pin axit chì.
8. Pin Lifepo4thân thiện với môi trường
Pin lithium-ion thường được coi là không chứa kim loại nặng và kim loại hiếm (pin Ni-MH cần kim loại hiếm), không độc hại (được chứng nhận SGS), không gây ô nhiễm, phù hợp với quy định RoHS của châu Âu, là một chứng nhận pin xanh tuyệt đối. Do đó, lý do pin lithium được ngành công nghiệp ưa chuộng chủ yếu là do các yếu tố môi trường. Vì vậy, pin lithium-ion đã được đưa vào kế hoạch phát triển công nghệ cao quốc gia “863” trong thời kỳ “Kế hoạch 5 năm lần thứ 10” và trở thành dự án phát triển trọng điểm được quốc gia hỗ trợ và khuyến khích. Với việc Trung Quốc gia nhập WTO, khối lượng xuất khẩu xe đạp điện của Trung Quốc sẽ tăng nhanh, và xe đạp điện xuất khẩu sang châu Âu và Hoa Kỳ được yêu cầu phải trang bị pin không gây ô nhiễm. Hiệu suất của pin lithium-ion chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu cực dương và cực âm. Lithium sắt photphat là một vật liệu pin lithium chỉ mới xuất hiện trong những năm gần đây. Hiệu suất an toàn và tuổi thọ chu kỳ của nó không thể so sánh với các vật liệu khác. Đây là những chỉ số kỹ thuật quan trọng nhất của pin. Pin LiFePO4 có những ưu điểm như không độc hại, không gây ô nhiễm, hiệu suất an toàn tốt, nguồn nguyên liệu đa dạng, giá thành thấp và tuổi thọ cao. Đây là vật liệu catốt lý tưởng cho thế hệ pin mới.Pin lithium-ion.