10 Điểm Khác Biệt Giữa Pin Axit Chì Và Pin Lithium-Ion

Trước khi phát minh ra pin lithium-ion vào những năm 1970, pin axit chì chủ yếu được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Pin lithium-ion đã bắt đầu thống trị pin axit chì trên thị trường vì chúng thậm chí còn bền hơn. Thị trường pin lithium-ion dự kiến ​​sẽ đạt tốc độ CAGR là 17,23% từ năm 2022 đến năm 2027. Cả pin axit chì và pin lithium-ion đều có thể sạc lại và có thể sử dụng lâu dài. Trong bài viết này, chúng ta hãy so sánh và đối chiếu các tính năng của pin axit chì so với pin lithium-ion.

So sánh Pin axit chì với pin lithium-ion

1. Các vật liệu được sử dụng

Cả pin Lithium-ion và pin axit chì đều hoạt động theo cùng một nguyên lý. Sự khác biệt chính nằm ở vật liệu được sử dụng làm catốt, anot và chất điện phân. Trong pin axit chì, chì được sử dụng làm anot và chì oxit được sử dụng làm catốt. Trong pin lithium-ion , cacbon được sử dụng làm anot và lithium oxit được sử dụng làm catốt. Pin axit chì sử dụng axit sunfuric làm chất điện phân và pin li-ion sử dụng muối lithium làm chất điện phân. Trong khi xả, các ion chảy từ anot sang catốt qua chất điện phân và phản ứng ngược lại xảy ra trong khi sạc.

2. Chi phí

Pin axit chì rẻ hơn và dễ lắp đặt hơn so với pin lithium-ion. Giá của pin lithium-ion cao gấp đôi so với pin axit chì có cùng dung lượng. Tuy nhiên, nếu so sánh tuổi thọ của pin, pin lithium-ion có tuổi thọ dài hơn pin axit chì. Do đó, pin axit chì chỉ rẻ hơn pin lithium-ion đối với các ứng dụng ngắn hạn.

3. Dung lượng pin

Dung lượng pin là lượng năng lượng được lưu trữ trong pin trên một đơn vị thể tích. Đây là chỉ số trực tiếp về vật liệu hoạt động được lưu trữ bên trong pin. Pin lithium có dung lượng pin cao hơn khi so sánh với pin axit chì.

4. Mật độ năng lượng hoặc năng lượng riêng

Mật độ năng lượng là một yếu tố quan trọng trong việc xác định loại pin cần thiết cho một ứng dụng cụ thể. Nó chỉ ra mối quan hệ giữa dung lượng pin và trọng lượng của pin.

Mật độ năng lượng = (Điện áp pin danh nghĩa (V) x Dung lượng pin định mức (Ah)) ÷ Trọng lượng pin.

Pin lithium có năng lượng riêng cao hơn so với pin axit chì. Do đó, pin Li-ion được sử dụng trong các ứng dụng EV.

5. Trọng lượng và kích thước

Mật độ năng lượng và giá trị dung lượng pin của pin lithium cao hơn so với pin axit chì. Do đó, trọng lượng và kích thước của pin lithium thấp hơn nhiều so với pin axit chì có cùng dung lượng.

6. Độ sâu xả (DOD)

Độ sâu xả cho biết năng lượng tối đa của pin được sạc đầy có thể sử dụng mà không cần sạc lại. Nếu Độ sâu xả của pin là 50%, bạn có thể sử dụng tới 50% dung lượng pin và sạc lại. Nếu bạn đã sử dụng hơn 50%, vòng đời của pin sẽ bị ảnh hưởng. Độ sâu xả là 50% đối với pin axit chì và 80% đối với pin lithium. Điều này có nghĩa là bạn có thể sử dụng pin lithium-ion trong thời gian dài hơn mà không cần sạc lại. Pin li-ion hiện đại được sản xuất ngày nay thậm chí còn hiệu quả hơn, với DOD là 100%.

7. Độ bền

Độ bền của pin được xác định bởi thời gian mà nó có thể kéo dài. Pin axit chì có thể kéo dài tới 2 năm nếu được bảo dưỡng tốt, tức là sạc lại sau khi sử dụng 50% pin. Nếu pin cạn kiệt hoàn toàn hoặc trên 80%, pin chỉ có thể duy trì được 350 chu kỳ hoặc một năm. Thay vào đó, pin lithium-ion có thời hạn bảo hành là 10 năm và có thể duy trì được 10.000 chu kỳ.

8. Vòng đời

Tuổi thọ chu kỳ là số chu kỳ sạc và xả mà pin có thể trải qua mà không làm giảm hiệu suất của pin. Thông thường, pin lithium-ion có tuổi thọ chu kỳ là 5000 và việc xả hoàn toàn không ảnh hưởng đến chu kỳ sống. Trong khi đó, pin axit chì có thể kéo dài từ 300 đến 500 chu kỳ. Việc xả hoàn toàn pin ảnh hưởng đáng kể đến chu kỳ sống của pin.

9. Thời gian sạc

Pin lithium-ion sạc nhanh hơn nhiều so với pin axit chì. Nếu pin axit chì mất tám giờ để sạc, pin lithium-ion có thể sẽ mất ít hơn hai giờ để sạc, với điều kiện cả hai đều có cùng dung lượng. Pin Li-ion sạc nhanh hơn pin axit chì tám lần. Đây là một trong những lý do tại sao pin Lithium-ion được triển khai trong hầu hết các loại xe điện.

10. An toàn

Có nhiều lý do dẫn đến hỏng hóc có thể xảy ra ở pin. Bạn có trách nhiệm phải thận trọng khi sử dụng pin điện áp cao. Ở cả pin axit chì và pin lithium-ion, việc sạc quá mức có thể dẫn đến nổ.

Axit sunfuric trong ắc quy axit chì có tính ăn mòn cao và có khả năng rò rỉ. Nếu sạc quá mức, khí hydro và oxy có thể thoát ra, dẫn đến nổ. Trong pin lithium-ion, khả năng xảy ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt là rất cao. Mất kiểm soát nhiệt là tình trạng xảy ra khi nhiệt sinh ra bên trong ắc quy vượt quá nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh. Hiện tượng mất kiểm soát nhiệt cũng có khả năng gây ra nổ ắc quy. Kỹ sư BMS có trách nhiệm xây dựng các hệ thống ắc quy chắc chắn để giảm nguy cơ hỏng hóc. CATL , Panasonic Corporation, Clarios và Bharat Power Solutions là một số công ty chủ chốt trong lĩnh vực sản xuất ắc quy. Dựa trên mục đích sử dụng, thị trường của họ được phân loại thành ô tô, hàng không vũ trụ, lưu trữ năng lượng, năng lượng mặt trời, quân sự, quốc phòng và các lĩnh vực khác. Mỗi lĩnh vực đều có một bộ hướng dẫn cần tuân theo để sản xuất ắc quy nhằm đảm bảo an toàn.

Để so sánh những ưu điểm của pin axit chì so với pin lithium-ion, trước tiên bạn phải quyết định ứng dụng. Đối với các ứng dụng EV và các khu vực cần nguồn điện lâu dài, pin lithium-ion sẽ là lựa chọn lý tưởng. Đối với các ứng dụng dự phòng nguồn điện như UPS cho máy tính và bộ biến tần, pin axit chì có thể là lựa chọn tiết kiệm chi phí. Một kỹ sư BMS có kiến ​​thức về công nghệ pin phải thực hiện so sánh pin axit chì so với pin lithium-ion cho từng ứng dụng để chọn lựa chọn phù hợp.

Sự phụ thuộc vào pin đang gia tăng và thị trường pin dự kiến ​​sẽ tăng vọt lên tới 90 tỷ đô la vào năm 2025. Một khóa học về công nghệ pin sẽ trang bị cho bạn các kỹ năng cần thiết để xây dựng một thiết kế bộ pin mạnh mẽ cho các ứng dụng EV. Skill-Lync có thể cung cấp cho bạn khóa đào tạo thực hành về MATLAB và Simulink để khởi động sự nghiệp của bạn với tư cách là một kỹ sư BMS.