Pin LiFePo4 là gì? Ưu, nhược điểm và ứng dụng

Pin LiFePo4 là một loại pin được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó nổi bật là ứng dụng xe điện và hệ thống năng lượng mặt trời. Vậy pin LiFePo4 có những ưu nhược điểm gì, so với các loại pin lithium khác có lợi thế gì? Bài viết sau SUNEMIT sẽ giải đáp chi tiết, mời bạn đọc cùng tìm hiểu.

Pin LiFePo4 là gì?

Pin LiFePo4 hay còn gọi là pin lithium sắt photphat (pin LFP), là một loại pin có thể sạc lại thuộc dòng pin Lithium-ion, chúng được đánh giá là loại pin lithium-ion an toàn nhất, ổn định nhất và đáng tin cậy nhất.

Pin LiFePo4 có ưu điểm là sở hữu mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và độ an toàn lớn nên được ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vực cần nhiều năng lượng như: hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo, hệ thống điện dự phòng, xe điện…

Cấu tạo và cách hoạt động của pin Lithium LiFePo4

Pin Lithium LiFePo4 có cấu tạo gồm 8 thành phần chính:

• Điện cực dương
• Điện cực âm
• Chất điện phân
• Dải phân cách
• Than chì
• Oxit kim loại liti (LiFePo4)
• Muối Lithium
• Màng Polymer

Cách hoạt động của pin LiFePo4 như sau:

• Khi Pin LiFePo4 được sạc, các ion Lithium (Li+) sẽ được giải phóng khỏi cực âm và di chuyển đến cực dương thông qua chất điện phân. Khi được sạc đầy, cực dương sẽ lưu trữ nhiều Lithium hơn cực âm.
• Ngược lại, đối với quá trình xả pin, các ion Lithium chảy từ cực dương sang cực âm, khi đó cực âm sẽ lưu trữ nhiều Lithium hơn cực dương. Chính chuyển động này của các ion lithium bên trong pin đã tạo ra dòng điện giữa hai điện cực và tạo ra điện tích bên ngoài pin.

Ưu, nhược điểm của pin LiFePo4

Pin LiFePO4 được đánh giá là loại pin an toàn nhất và đáng tin cậy nhất trong các loại pin lithium-ion, tuy nhiên chúng cũng tồn tại một số hạn chế. Dưới đây là những ưu, nhược điểm của loại pin này.

Ưu điểm

• Tuổi thọ dài – So với pin axit chì và các loại pin lithium-ion khác, tuổi thọ pin LiFePO4 dài hơn đáng kể. Pin LiFePO4 có thể sạc xả từ 2.500 đến 5.000 lần và cho phép xả sâu tới 80%. Trong khi pin axit chì thường chỉ cung cấp vài trăm chu kỳ trước khi giảm hiệu suất.
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng –  Pin LiFePO4 hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -20°C đến 60°C. Trong khi các loại pin Li-ion khác chỉ hoạt động trong khoảng nhiệt độ từ 0°C đến 45°C. Điều này cho phép pin sắt có thể làm việc trong nhiều môi trường hơn.
• Mật độ năng lượng cao: Pin lithium sắt photphat có khả năng lưu trữ năng lượng nhiều hơn trong cùng một không gian so với các loại pin hóa học khác. Điều này giúp chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các lĩnh vực xe điện và các hệ thống lưu trữ năng lượng.
• Hoạt động an toàn – So với các loại pin Lithium-ion khác, Pin LiFePO4 có tính ổn định nhiệt và hóa học tốt hơn, điều này giúp pin được bảo vệ khỏi tình trạng quá nhiệt và tránh nguy cơ cháy nổ gây mất an toàn.
• Hoạt động ổn định với công suất đầu ra không đổi – Không giống như các loại pin Lithium-ion khác, pin LiFePO4 có điện áp xả rất ổn định. Điện áp duy trì ở mức 3,2 V trong quá trình phóng điện cho đến khi pin cạn kiệt. Điều này cho phép pin cung cấp gần như toàn bộ năng lượng cho đến khi nó phải sạc lại.
• Sạc nhanh và tỷ lệ tự xả thấp – Pin LiFePO4 được sạc đầy chỉ trong hai giờ hoặc đôi khi còn ít hơn. Tỷ lệ tự xả chỉ khoảng 2% mỗi tháng, so với ắc quy axit chì là 30%.
• Thân thiện với môi trường – Pin LiFePO4 không chứa các kim loại nặng và hiếm như trong các loại pin hóa học khác, vì vậy chúng không gây ô nhiễm hay tác động xấu đến môi trường.

Nhược điểm

Nhược điểm của pin LFP là chúng không phù hợp với các các thiết bị nhỏ như: điện thoại thông minh, máy ảnh, máy nghe nhạc… Vì vậy, hầu hết pin LiFePO4 được sử dụng để làm nguồn sạc cho xe đạp điện hay các hệ thống như điện mặt trời, hệ thống đèn đường…

Xem thêm: Nên chọn pin Lithium hay Acquy chì cho hệ thống điện mặt trời?

Ứng dụng của pin LiFePO4 trong đời sống

Pin LiFePO4 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến như:

• Sử dụng cho các thiết bị thông minh như điện thoại, máy tính, máy ảnh, máy chơi game…
• Sử dụng làm pin lưu trữ năng lượng mặt trời hay pin lưu trữ trong các hệ thống năng lượng tái tạo khác như điện gió…
• Ứng dụng trong lĩnh vực quân đội, các phương tiện di chuyển như xe đạp điện, xe máy điện, ô tô điện…
• Dùng cho các hệ thống phát điện, chiếu sáng như máy phát điện, đèn chiếu sáng….

Trên đây là những thông tin giải đáp Pin LiFePo4 là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như những ưu nhược điểm, ứng dụng của pin trong cuộc sống. Hi vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về loại pin này và có sự lựa chọn pin lưu trữ phù hợp với mục đích sử dụng của mình.

Phạm Hân

Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.