Lithium là gì?

Pin Lithium là gì? Cấu tạo và so sánh chi tiết so với pin ắc quy chì

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động tốt, sạc nhanh và có khả năng chịu được nhiệt độ cao. Hãy cùng Điện máy XANH tìm hiểu pin Lithium là gì? Cấu tạo của loại pin này ra sao và nó khác gì so với pin ắc quy chì thường được sử dụng trước đây!

1- Pin Lithium là gì?

Pin Lithium, hay còn gọi là pin Li-on, hoặc pin Lithi-on, viết tắt là LIB, thuộc loại pin sạc.

Pin Lithium thường được dùng cho các thiết bị điện di động như điện thoại, máy chụp hình, máy chơi game, máy tính,… Không những thế, loại pin này đang được chú trọng phát triển trong quân đội, các ứng dụng của phương tiện di chuyển chạy bằng điện (như xe đạp điện, xe máy điện,…) và kĩ thuật hàng không.

Nói một cách khác, pin Lithium được kì vọng sẽ thay thế cho ắc quy chì – thường được sử dụng trong ô tô, xe máy và các loại xe điện trước đây. Nó không chỉ mang lại hiệu suất hoạt động cao, mà còn hứa hẹn về việc đảm bảo môi trường sạch (vì hạn chế thải ra kim loại nặng), cũng như nâng cao việc sử dụng an toàn (vì tránh dùng dung dịch điện ly chứa axit).

2. Cấu tạo pin Lithium

Loại pin này sử dụng điện cực – được làm từ các hợp chất có cấu trúc tinh thể dạng lớp. Khi pin đang trong trạng thái sạc và xả, thì các ion Li sẽ xâm nhập, điền đầy khoảng trống giữa các lớp này. Chính vì thế mà phản ứng hóa học xảy ra và cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động.

Cực dương được làm bằng hợp chất ô xít kim loại chuyển tiếp và Li (như LiMnO2, LiCoO2,… còn cực âm được làm bằng graphite. Ngoài ra, dung dịch điện ly của pin (nghĩa là môi trường cho phép các ion Li chuyển dịch từ điện cực này sang điện cực kia) phải có độ dẫn ion tốt cũng là chất cách điện tốt.

Ví dụ:

• Các thiết bị điện di động: sử dụng pin Lithium có điện cực âm làm bằng Lithium Coban Oxit (LiCoO2, viết tắt LCO). Đặc điểm của chất này là có mật độ năng lượng cao nhưng kém an toàn khi pin bị rò rỉ, gây nguy hiểm.
• Các thiết bị điện y tế, xe điện: sử dụng pin Lithium có điện cực dương thường làm bằng Lithium Sắt Phosphate (LiFePO4, viết tắt LFP), Lithium Niken Mangan Coban Oxit (LiNiMnCoO2, viết tắt NMC), và Lithium Mangan Oxit (LiMn2O4, Li2MnO3, viết tắt LMO). Dù các vật liệu này có mật độ năng lượng thấp hơn so với LCO nhưng lại có tuổi thọ lâu và sử dụng an toàn hơn.

3So sánh pin Lithium với ắc quy chì

4. Pin Lithium có bền không?

Sau khi so sánh về các yếu tố giữa pin Lithium và ắc quy chì, chúng ta thấy rằng việc sử dụng pin Lithium có nhiều ưu điểm và dĩ nhiên độ bền của loại pin này cao hơn ắc quy chì rất nhiều.

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động trên 90%, cho tốc độ sạc nhanh và giảm tải cho bộ phận nạp điện của thiết bị điện khi sử dụng. Độ bền của pin Lithium có thể kéo dài đến 4 – 5 năm, trong khi ắc quy chì chỉ khoảng 1 năm.

5. 5 loại pin Lithium thường dùng cho xe máy điện giá rẻ, tốt nhất

Pin Lithium sở hữu nhiều ưu điểm, hãy để Điện máy XANH gợi ý cho bạn 5 loại pin này thường dùng cho xe máy điện đang có giá rẻ và tốt nhất hiện nay:

Pin Lithium 48V 12Ah LiBa

• Sản xuất: tại Việt Nam bởi hãng 365.
• Kích thước: 7 x 11,5 x 25 cm.
• Khối lượng: nhẹ, chỉ 3,5 kg.
• Điện thế: 48 V.
• Dung lượng: 12 Ah và 15 Ah, có thể sạc an toàn ở dòng 1 A – 3 A.
• Số lần sạc: 1.000 đến 2.000 lần.
• Thương hiệu xe điện có thể dùng: Yamaha, Yadea, Giant, HKBike và Aima.
• Giá bán khoảng: 5.100.000 VND.

Pin Lithium-Ion 20V/4.Ah Ingco FBLI2002

• Sản xuất: tại Trung Quốc bởi thương hiệu Ingco.
• Kích thước: dài 35 cm.
• Điện thế: 20 V.
• Dung lượng: 4.0 Ah.
• Giá bán khoảng: 1.095.000​ VND (có nhiều mức giá khác nhau giữa đơn vị bán).

Pin Lithium Phosphate 3.2V 20Ah 10C

• Sản xuất: tại Trung Quốc.
• Nội trở cực thấp chỉ 0.6 million
• Chu kì nạp xả: hơn 2000 lần
• Phù hợp cho dòng xe máy điện, hoặc xe sử dụng năng lượng mặt trời.
• Giá bán khoảng: 245.000 VND.

Pin 365

• Thương hiệu: 365, sản xuất tại Việt Nam.
• Điện áp: từ 72V.
• Kích thước: 130 x 210 x 300 mm.
• Khối lượng: 8.9 kg phù hợp với xe máy điện
• Bảo hành: 24 tháng.
• Tuổi thọ pin: 4 – 6 năm.
• Giá bán khoảng: 11.900.000 VND

Mopo Max

• Thương hiệu: Việt Nam.
• Dung lượng: lớn.
• Trọng lượng: siêu nhẹ.
• Áp dụng nhiều công nghệ pin Lithium cho xe máy điện và nhiều thiết bị khác. Hệ thống quản lý pin BMS giúp kiểm soát điện áp và nhiệt độ pin, hoạt động ổn định.
• Tiện ích: có 2 cổng sạc USB và 1 ổ cắm AC 110-220V.
• Giá bán tham khảo: 12.782.000 VND.

Nhu cầu về lithium

Nhu cầu về lithium tăng cao khiến nguồn cung có nguy cơ cạn kiệt. Để tránh tình trạng này, các quốc gia đã đưa ra nhiều biện pháp nhằm đảm bảo an ninh lithium.

Các mỏ lithium lớn nhất thế giới được tìm thấy ở Nam Mỹ và Australia và Trung Quốc đứng thứ ba về sản xuất lithium trên toàn thế giới vào năm 2020.

Mặc dù Trung Quốc chỉ sở hữu 7,9% lượng tiền gửi lithium trên toàn thế giới, nhưng khoản đầu tư gần 60 tỷ USD của họ đã cho phép nước này phát triển một chuỗi cung ứng lithium mạnh mẽ. Hơn nữa, Trung Quốc cũng sở hữu gần 82% trữ lượng than chì trên toàn thế giới. Điều này theo sau hơn 60 tỷ USD đầu tư vào ngành công nghiệp lithium của Trung Quốc trong hơn một thập kỷ, so với các khoản đầu tư ở châu Âu và Bắc Mỹ bị tụt hậu.

Các nhà lập pháp Mỹ đã thúc đẩy lập pháp để tạo ra một khu dự trữ đất hiếm chiến lược vào năm 2025 và phát triển các nguồn trong nước. Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), 80% kim ngạch nhập khẩu đất hiếm của Mỹ trong năm 2019 là từ Trung Quốc.

Vào ngày 31/3, Tổng thống Mỹ Joe Biden tuyên bố viện dẫn Đạo luật Sản xuất Quốc phòng thời Chiến tranh Lạnh để đảm bảo lithium sẽ được cung cấp trong nước; viện dẫn sự phụ thuộc vào các nguồn nước ngoài của các nguồn tài nguyên này là mối quan ngại về an ninh quốc gia.

Điều này diễn ra sau một loạt các sáng kiến nhằm tăng sản lượng khai thác dầu khí trong nước và mở các mỏ đất hiếm mới một cách nhanh chóng, bao gồm khoản đầu tư 750 triệu USD để mở rộng các hoạt động khai thác hiện có.

Trong ngân sách liên bang mới được công bố, Canada đã công bố kế hoạch chi 3,2 tỷ USD nhằm tìm cách tăng trưởng sản xuất nội địa của lithium và các khoáng chất chiến lược khác như một phần của nỗ lực gia nhập nguồn cung xe điện toàn cầu.

Tổng thống Mexico Andres Manuel López Obrador cũng cảnh báo rằng nếu một cải cách của Quốc hội về năng lượng không được thông qua, ông sẽ sử dụng phán quyết của Tòa án tối cao để thông qua luật mới về năng lượng điện nhằm tăng cường giám sát và kiểm soát của chính phủ, đồng thời loại bỏ các nhượng bộ khai thác đối với lithium. Thông báo này được đưa ra nhiều năm sau khi một công ty Canada phát hiện ra mỏ lithium lớn nhất thế giới ở Mexico vào năm 2018.

Australia, nước xuất khẩu lithium lớn nhất thế giới với hơn 46% dự trữ lithium toàn cầu, cũng báo cáo rằng lần đầu tiên gần với việc tinh chế lithium cấp pin. Australia chưa bao giờ tinh chế lithium trong nước, với động thái mới nhất được các chuyên gia trong ngành hoan nghênh như những bước đầu tiên để cân bằng 80% tỷ lệ nắm giữ lithium tinh chế của Trung Quốc trên toàn thế giới.

Các nhà hoạch định chính sách Trung Quốc đã phản ứng với giá lithium tăng đột ngột bằng cách tiếp nhận các tác nhân thị trường trong hai ngày nhằm nỗ lực tìm giải pháp cho tình trạng khan hiếm đang diễn ra. Tại sự kiện này, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc đã kêu gọi “một sự trở lại hợp lý” đối với giá lithium bình thường.

Tương lai của sản xuất lithium

Về mặt thương mại, lithium chủ yếu thu được từ các mỏ quặng khoáng sản hoặc các mỏ nước muối ngầm. Một số dự án lớn về lithium chịu trách nhiệm cho việc sản xuất lithium hiện tại bao gồm 5 cơ sở khai thác khoáng sản ở Australia, 2 cơ sở sản xuất nước muối và một cơ sở khai thác khoáng sản ở Trung Quốc và 2 cơ sở sản xuất nước muối ở Chile và Argentina.

Với nhu cầu gia tăng đối với lithium, các dự án lithium mới hiện đang phát triển mạnh mẽ ở các quốc gia có trữ lượng và tài nguyên đáng kể về kim loại phổ biến. Các quốc gia này bao gồm Mỹ, Zimbabwe, Canada, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Phần Lan và Australia.

Theo các chuyên gia, do việc sử dụng ô tô điện, nhu cầu lithium ngày càng tăng và kim loại này sẽ có lãi trong vài năm tới, đồng thời góp phần chống lại khí thải ô nhiễm và biến đổi khí hậu.