Dòng Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 (LFP)

Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 (LiFePO4 pin) hoặc pin LFP (lithium ferro phosphate) là một loại pin lithium-ion sử dụng lithium sắt phosphate (LiFePO4) là vật liệu làm cực âm và điện cực cacbon bằng than chì có lớp nền là kim loại làm cực dương.

I/ Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 (LFP)

Pin Lithium sắt photphat (lithium iron phosphate – LiFePO4), còn gọi là Pin LFP (lithium ferro phosphate) là loại Pin có thể sạc lại, thuộc dòng Pin lithium. Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 có mật độ năng lượng cao, thời gian hoạt động lâu và an toàn.

Pin LFP của CATL hiện ở mức 125 Wh / kg, có thể lên đến 160 Wh / kg với công nghệ đóng gói cải tiến, trong khi pin LFP của BYD ở mức 150 Wh / kg, so với hơn 300 Wh / kg đối với pin NMC cao nhất.

Do chi phí thấp hơn, độ an toàn cao, độc tính thấp, vòng đời dài và các yếu tố khác, Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 đang tìm thấy một số vai trò trong việc sử dụng xe, các ứng dụng cố định ở quy mô tiện ích và nguồn điện dự phòng. 

Làm chủ công nghệ pin LFP và trang bị hệ thống này trên 5 mẫu xe máy điện vừa ra mắt, VinFast đang nắm trong tay “vũ khí hạng nặng” để tiến xa trên thị trường nhờ các ưu điểm vượt trội của công nghệ pin mới.

Ngày 26/4/2022, khi VinFast tung ra loạt “bom tấn” xe máy điện mới, cả thị trường đã không khỏi ngạc nhiên. Với hệ thống pin LFP hoàn toàn mới, xe máy điện VinFast vẫn có mức giá hợp lý nhưng vượt trội về khả năng vận hành, đặc biệt là quãng đường di chuyển lên tới gần 200km.

II/ Ưu – Nhược điểm của Dòng Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 (LFP)

Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 sử dụng chất hóa học có nguồn gốc từ lithium-ion và có nhiều ưu điểm và nhược điểm với các nhà máy hóa học pin lithium-ion khác. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể. 

1. Thành phần phong phú, ít ảnh hưởng tới con người và môi trường

LFP không chứa niken hay coban – cả hai thành phần đều bị hạn chế về nguồn cung và đắt tiền. Cũng như với lithium, các mối quan tâm về quyền con người và môi trường đã được nêu lên liên quan đến việc sử dụng coban. Mối quan tâm về môi trường cũng đã được nêu ra liên quan đến việc khai thác niken. 

Vào năm 2020, giá pin LFP thấp nhất được báo cáo là $ 80/kWh (12,5Wh/$).

2. Giá cả tốt hơn

Một báo cáo năm 2020 do Bộ Năng lượng công bố đã so sánh chi phí của các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn được xây dựng bằng LFP và NMC. 

Nó phát hiện ra rằng chi phí trên mỗi kwh của Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 thấp hơn khoảng 6% so với NMC và dự đoán rằng các tế bào LFP sẽ tồn tại lâu hơn khoảng 67% (nhiều chu kỳ hơn). 

Do sự khác biệt giữa các đặc tính của tế bào, chi phí của một số thành phần khác của hệ thống lưu trữ sẽ cao hơn một chút đối với LFP, nhưng cân bằng lại nó vẫn ít tốn kém hơn trên mỗi kwh so với NMC.

3. Chu kỳ dài hơn, tuổi thọ lớn hơn

Hóa chất LFP cung cấp vòng đời chu kỳ dài hơn đáng kể so với các hóa chất lithium-ion khác. Trong hầu hết các điều kiện nó hỗ trợ hơn 3.000 chu kỳ và trong điều kiện tối ưu nó hỗ trợ hơn 10.000 chu kỳ. Pin NMC hỗ trợ khoảng 1.000 đến 2.300 chu kỳ tùy thuộc vào điều kiện. 

Các tế bào LFP trải qua tốc độ mất dung lượng chậm hơn (hay còn gọi là tuổi thọ lớn hơn) so với các chất hóa học pin lithium-ion như coban (LiCoO2) hoặc Spinel mangan (LiMn2O4), pin lithium-ion polymer (pin LiPo) hoặc pin lithium-ion.

4. Thay thế cho pin axit-chì 

Do đầu ra danh nghĩa 3,2V bốn tế bào có thể được đặt nối tiếp để có điện áp danh định là 12,8V. Điều này gần với điện áp danh định của pin axit-chì sáu cell. 

Với các đặc tính an toàn của Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 làm cho LFP trở thành tiềm năng thay thế cho pin axit-chì trong các ứng dụng như ô tô và năng lượng mặt trời, miễn là hệ thống sạc được điều chỉnh để không làm hỏng các tế bào LFP thông qua điện áp sạc quá mức (vượt quá 3,6 VDC khi đang sạc), bù điện áp dựa trên nhiệt độ, nỗ lực cân bằng hoặc sạc nhỏ giọt liên tục. 

Các tế bào LFP ít nhất phải được cân bằng ban đầu trước khi được lắp ráp và một hệ thống bảo vệ cũng cần được triển khai để đảm bảo không có tế bào nào có thể bị phóng điện dưới điện áp 2,5 V hoặc hư hỏng nghiêm trọng sẽ xảy ra trong hầu hết các trường hợp do quá trình nén không thể đảo ngược của LiFePO4 thành FePO4. 

5. Mức độ an toàn cao

Một ưu điểm quan trọng so với các chất hóa học lithium-ion khác là tính ổn định nhiệt và hóa học, giúp cải thiện độ an toàn của pin. LiFePO4 về bản chất là vật liệu cathode an toàn hơn LiCoO2 và Spinels mangan đioxit thông qua việc bỏ qua coban , với hệ số nhiệt độ âm của nó có thể khuyến khích nhiệt thoát ra ngoài .

Liên kết P – O trong (PO4) 3 ion mạnh hơn liên kết Co – O trong (CoO2)-ion, do đó khi bị lạm dụng (đoản mạch , quá nhiệt , v.v.) các nguyên tử oxi được giải phóng chậm hơn. Sự ổn định năng lượng oxy hóa khử này cũng thúc đẩy sự di chuyển ion nhanh hơn.

Khi liti di chuyển ra khỏi catốt trong LiCoO2 cells, CoO2 trải qua quá trình mở rộng không tuyến tính ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của tế bào. Các trạng thái phủ hoàn toàn và không phân lớp của LiFePO4 giống nhau về cấu trúc, có nghĩa là tế bào LiFePO4 có cấu trúc ổn định hơn tế bào LiCoO2. 

Không có liti nào còn lại trong cực âm của một tế bào LFP đã được sạc đầy. (Trong LiCoO2 cells thì còn lại khoảng 50%). LiFePO4 có khả năng phục hồi cao trong quá trình mất oxy, thường dẫn đến phản ứng tỏa nhiệt trong các tế bào lithium khác. Kết quả là, tế bào LiFePO4 khó bắt lửa hơn trong trường hợp xử lý sai (đặc biệt là trong quá trình sạc). LiFePO4 pin không bị phân hủy ở nhiệt độ cao. 

6. Mật độ năng lượng (năng lượng / thể tích) thấp hơn 

Mật độ năng lượng (năng lượng / thể tích) của Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 mới thấp hơn khoảng 14% so với LiCoO2 cells. Ngoài ra, nhiều nhãn hiệu LFP, cũng như các tế bào trong một nhãn hiệu pin LFP nhất định, có tốc độ phóng điện thấp hơn axit-chì hoặc LiCoO2.

Vì tốc độ phóng điện là phần trăm dung lượng pin nên có thể đạt được tốc độ cao hơn bằng cách sử dụng pin lớn hơn (nhiều ampe giờ hơn ) nếu phải sử dụng pin dòng điện thấp. Tốt hơn nữa, tế bào LFP dòng điện cao có tốc độ phóng điện cao hơn so với axit chì hoặc LiCoO2 cells cùng dung lượng thì có thể được sử dụng.

III/ Ứng dụng của Dòng Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 (LFP)

Lưu trữ năng lượng

Enphase đi tiên phong trong lĩnh vực pin lưu trữ tại nhà LFP vì lý do chi phí và an toàn cháy nổ, mặc dù thị trường vẫn còn phân chia giữa các nhà sản xuất hóa chất cạnh tranh. Mật độ năng lượng thấp hơn so với các chất hóa học lithium khác làm tăng thêm khối lượng và thể tích, cả hai đều có thể chịu được nhiều hơn trong ứng dụng tĩnh. 

Tesla Motors tiếp tục sử dụng pin NMC trong các sản phẩm lưu trữ năng lượng gia đình của mình, nhưng vào năm 2021 đã chuyển sang LFP cho sản phẩm pin quy mô tiện ích của mình. 

Giao thông vận tải

Tốc độ phóng điện cao hơn cần thiết để tăng tốc, trọng lượng thấp hơn và tuổi thọ cao hơn khiến loại pin này trở nên lý tưởng cho xe nâng, xe đạp và ô tô điện. Pin 12V LiFePO4 cũng đang trở nên phổ biến như một loại pin (gia đình) thứ hai cho xe caravan (xe ô tô dạng căn hộ di động), xe máy hoặc thuyền.

Sử dụng năng lượng mặt trời cho hệ thống chiếu sáng

Các tế bào LFP “14500” (kích thước pin AA) đơn hiện được sử dụng trong một số chiếu sáng cảnh quan sử dụng năng lượng mặt trời thay vì 1,2V NiCd / NiMH.

Điện áp làm việc cao hơn (3.2 V) của LFP cho phép một tế bào duy nhất điều khiển đèn LED mà không cần mạch điện để tăng điện áp. Khả năng chịu đựng tăng lên của nó đối với việc sạc quá mức khiêm tốn (so với các loại tế bào Li khác) có nghĩa là LiFePO4 có thể được kết nối với tế bào quang điện mà không có mạch điện để dừng chu kỳ sạc lại. Khả năng điều khiển đèn LED từ một tế bào LFP duy nhất cũng ngăn cản các bộ giữ pin, và do đó các vấn đề về ăn mòn, ngưng tụ và bụi bẩn liên quan đến các sản phẩm sử dụng nhiều pin sạc có thể tháo rời.

Mục đích khác

Một số loại thuốc lá điện tử sử dụng các loại Pin lưu trữ Lithium LiFePo4 này. Các ứng dụng khác bao gồm hệ thống điện hàng hải và động cơ đẩy, đèn pin, mô hình điều khiển bằng sóng vô tuyến , thiết bị điều khiển động cơ di động, thiết bị vô tuyến nghiệp dư, hệ thống cảm biến công nghiệp và chiếu sáng khẩn cấp.

——

Việc Vinfast làm chủ công nghệ sản xuất pin LFP có ý nghĩa gì trong lĩnh vực sản xuất các phương tiện di chuyển sử dụng PIN (EV):

1. Pin LFP là gì?
LFP là tên viết tắt của pin Lithium Iron (Fe) Phosphate – Công nghệ sản xuất pin dựa trên nguyên liệu chính là sắt (Fe) và Phosphate.
Hiện tại, pin Lithium-ion đang được sử dụng phổ biến phân thành hai loại chính: pin (nhiều) niken là NMC (Niken Mangan Coban)/ NCA (Niken Coban Nhôm) và pin LFP.
2. Vì sao là LFP?
– Thứ nhất: Pin LFP không phụ thuộc vào các nguyên liệu thô cực kỳ khan hiếm, “có nguồn cung hạn hẹp, gây tác động môi trường”, dễ biến động về giá như coban, niken, man-gan.
– Thứ hai: LFP an toàn, ổn định, tuổi thọ cao, chi phí bảo trì thấp và khả năng chịu điện áp cao.
– Thứ ba: Rẻ, mặc dù mật độ năng lượng không bằng NMC và NCA, nhưng pin LFP lại rẻ hơn nhiều. Pin LFP có giá dưới 100 USD/kWh, thấp hơn NMC và NCA 10-20%.

———

Để đặt mua sản phẩm với chất lượng tốt nhất, Quý khách hàng hãy liên hệ với chúng tôi:

CÔNG TY TNHH DAKIA GROUP

Email: Dakiatech.sales@gmail.com

Địa chỉ: 50/17 Đường Số 9, Phường 9, Gò Vấp, TP.HCM

Hotline: 034.3535.797 hoặc đặt hàng trực tiếp trên DAKIA TECH

Nếu cần tư vấn thêm về sản phẩm Ắc quy khác, Quý khách hãy gọi số: 034.3535.797

DAKIA TECH rất hân hạnh được phục vụ quý khách!