Pin lithium-ion có mặt trong hầu hết mọi thiết bị điện tử mà bạn sở hữu. Từ điện thoại thông minh đến ô tô điện, loại pin này đã thay đổi thế giới. Tuy nhiên, pin lithium-ion có khá nhiều nhược điểm, khiến pin lithium sắt photphat (LiFePO4) trở thành lựa chọn tốt hơn.

Pin LiFePO4 có gì khác biệt?

Nói một cách chính xác, pin LiFePO4 cũng là pin lithium-ion. Có nhiều biến thể khác nhau về thành phần hóa học của pin lithium, và pin LiFePO4 sử dụng lithium sắt photphat làm vật liệu catốt (cực âm) và điện cực carbon graphit làm cực dương (cực dương).

Pin LiFePO4 có mật độ năng lượng thấp nhất trong các loại pin lithium-ion hiện nay, vì vậy chúng không phù hợp cho các thiết bị có không gian hạn chế như điện thoại thông minh. Tuy nhiên, sự đánh đổi về mật độ năng lượng này lại mang đến một vài ưu điểm đáng kể.

Những ưu điểm của pin LiFePO4

Một trong những nhược điểm chính của pin lithium-ion thông thường là chúng bắt đầu xuống cấp sau vài trăm chu kỳ sạc. Đó là lý do tại sao điện thoại của bạn mất dung lượng tối đa sau hai hoặc ba năm.

Pin LiFePO4 thường có ít nhất 3000 chu kỳ sạc đầy trước khi bắt đầu giảm dung lượng. Pin chất lượng tốt hơn, hoạt động trong điều kiện lý tưởng, có thể vượt quá 10.000 chu kỳ. Loại pin này cũng rẻ hơn so với pin lithium-ion polymer, chẳng hạn như loại được sử dụng trong điện thoại và máy tính xách tay.

So với loại pin lithium thông dụng, pin lithium niken mangan coban (NMC), pin LiFePO4 có giá thành thấp hơn một chút. Kết hợp với tuổi thọ cao hơn của LiFePO4, chúng rẻ hơn đáng kể so với các loại pin thay thế khác.

Ngoài ra, pin LiFePO4 không chứa niken hoặc coban. Cả hai vật liệu này đều hiếm và đắt tiền, và việc khai thác chúng lại gây ra những vấn đề về môi trường và đạo đức. Điều này khiến pin LiFePO4 trở thành loại pin thân thiện với môi trường hơn, ít gây xung đột hơn liên quan đến vật liệu của chúng.

Ưu điểm lớn cuối cùng của loại pin này là độ an toàn tương đối so với các loại pin lithium khác. Chắc hẳn bạn đã từng đọc về các vụ cháy pin lithium trong các thiết bị như điện thoại thông minh và ván trượt điện.

Pin LiFePO4 vốn dĩ ổn định hơn các loại pin lithium khác. Chúng khó bắt lửa hơn, chịu được nhiệt độ cao tốt hơn và không bị phân hủy như các loại pin lithium khác.

Tại sao chúng ta lại thấy những loại pin này vào thời điểm này?

Ý tưởng về pin LiFePO4 lần đầu tiên được công bố vào năm 1996, nhưng phải đến năm 2003, loại pin này mới thực sự khả thi nhờ việc sử dụng ống nano carbon. Kể từ đó, phải mất một thời gian để sản xuất hàng loạt được đẩy mạnh, chi phí trở nên cạnh tranh hơn và các trường hợp sử dụng tốt nhất cho loại pin này được làm rõ.

Chỉ từ cuối những năm 2010 và đầu những năm 2020, các sản phẩm thương mại sử dụng công nghệ LiFePO4 mới bắt đầu xuất hiện trên các kệ hàng và các trang web như Amazon.

Khi nào nên cân nhắc sử dụng LiFePO4?

Do mật độ năng lượng thấp hơn, pin LiFePO4 không phải là lựa chọn tốt cho các thiết bị di động mỏng nhẹ. Vì vậy, bạn sẽ không thấy chúng trên điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc máy tính xách tay. Ít nhất là chưa.

Tuy nhiên, khi nói về các thiết bị bạn không cần phải mang theo bên mình, mật độ năng lượng thấp hơn đó đột nhiên trở nên ít quan trọng hơn nhiều. Nếu bạn đang tìm mua một bộ nguồn dự phòng (UPS - Uninterruptible Power Supply) để duy trì hoạt động của bộ định tuyến hoặc máy trạm trong trường hợp mất điện, pin LiFePO4 là một lựa chọn tuyệt vời.

Trên thực tế, LiFePO4 đang dần trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng mà trước đây pin axit chì, như loại dùng trong ô tô, thường là lựa chọn tốt hơn. Điều đó bao gồm lưu trữ năng lượng mặt trời tại nhà hoặc hệ thống dự phòng điện lưới. Pin axit chì nặng hơn, mật độ năng lượng thấp hơn, tuổi thọ ngắn hơn nhiều, độc hại và không thể chịu được việc xả sâu nhiều lần mà không bị suy giảm chất lượng.

Khi mua các thiết bị năng lượng mặt trời như đèn năng lượng mặt trời, và bạn có tùy chọn sử dụng pin LiFePO4, thì đó hầu như luôn là lựa chọn đúng đắn. Thiết bị có thể hoạt động trong nhiều năm mà không cần bảo trì.