Sạc nhanh thông thường cho sạc DC công suất cao, nửa giờ có thể sạc được 80% công suất, điện áp sạc DC sạc nhanh thường lớn hơn điện áp pin. Vậy những rủi ro khi sạc nhanh pin lithium liên quan đến các vấn đề kỹ thuật của sạc nhanh pin lithium là gì?
Những rủi ro liên quan đến việc sạc nhanh pin lithium là gì?
Ba cách cơ bản để hiện thực hóa sạc nhanh là: giữ điện áp không đổi và tăng dòng điện; giữ dòng điện không đổi và tăng điện áp; và đồng thời tăng dòng điện và điện áp. Tuy nhiên, để thực sự hiện thực hóa sạc nhanh, không chỉ có thể cải thiện dòng điện và điện áp, công nghệ sạc nhanh là một bộ hệ thống hoàn chỉnh, bao gồm bộ chuyển đổi sạc nhanh và hệ thống quản lý năng lượng thông minh.
Sạc nhanh trong thời gian dài ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin lithium, sạc nhanh pin lithium là làm giảm tuổi thọ của pin, vì pin là thiết bị tạo ra điện thông qua các phản ứng điện hóa, sạc là quá trình xảy ra phản ứng hóa học ngược và sạc nhanh sẽ đưa dòng điện cao vào pin ngay lập tức, việc thường xuyên sử dụng chế độ sạc nhanh sẽ làm giảm khả năng giảm của pin, giảm số chu kỳ sạc và xả pin.
Sạc nhanh pin lithium mang lại ba tác dụng: hiệu ứng nhiệt, kết tủa lithium và hiệu ứng cơ học
1. Sạc nhanh thường xuyên làm tăng tốc độ phân cực của cell pin
Khi dòng điện sạc liên tục lớn, nồng độ ion tại điện cực tăng, độ phân cực tăng, điện áp cực của pin không thể tương ứng trực tiếp và tuyến tính với lượng điện được sạc. Đồng thời, khi sạc với dòng điện cao, điện trở trong tăng sẽ dẫn đến hiệu ứng nhiệt Joule tăng, gây ra các tác dụng phụ như phân hủy phản ứng điện phân, sinh khí và hàng loạt vấn đề khác. Hệ số rủi ro tăng đột ngột, ảnh hưởng đến an toàn của pin, tuổi thọ của pin không được cấp điện chắc chắn sẽ bị rút ngắn đáng kể.
2. Sạc nhanh thường xuyên có thể dẫn đến kết tinh lõi pin
Sạc nhanh pin lithium nghĩa là các ion lithium được xả nhanh và "bơi" đến cực dương, đòi hỏi vật liệu cực dương phải có khả năng nhúng lithium nhanh. Do điện thế lithium nhúng và điện thế kết tủa lithium gần như bằng nhau, trong điều kiện sạc nhanh hoặc nhiệt độ thấp, các ion lithium có thể kết tủa trên bề mặt, hình thành lithium dạng dendrit. Lithium dạng dendrit sẽ xuyên thủng màng ngăn và gây ra tổn thất thứ cấp, làm giảm dung lượng pin. Khi tinh thể lithium đạt đến một lượng nhất định, nó sẽ phát triển từ điện cực âm đến màng ngăn, gây ra nguy cơ đoản mạch pin.
3. Sạc nhanh thường xuyên sẽ làm giảm tuổi thọ pin
Sạc pin thường xuyên cũng có xu hướng làm giảm tuổi thọ pin nhanh hơn, thậm chí dẫn đến các vấn đề như giảm hoạt động của pin và rút ngắn tuổi thọ pin. Đặc biệt là sau khi công nghệ sạc nhanh được bổ sung, mặc dù tốc độ sạc ban đầu rất nhanh, nhưng không sạc được 100% khi rút phích cắm, dẫn đến việc sạc nhiều lần, làm tăng số chu kỳ của pin. Sử dụng lâu dài theo cách này sẽ làm giảm hoạt động của pin, từ đó đẩy nhanh quá trình lão hóa pin.
Nhiệt độ cao là nguyên nhân chính gây lão hóa pin lithium. Sạc nhanh với công suất cao sẽ khiến pin nóng lên trong thời gian ngắn. Sạc không nhanh mặc dù công suất thấp, nhiệt lượng tỏa ra trên một đơn vị thời gian thấp, nhưng cần thời gian bật nguồn lâu hơn. Nhiệt độ của pin cũng sẽ tích tụ theo thời gian, và sự chênh lệch nhiệt lượng sinh ra trong quá trình sạc không đủ để gây ra sự khác biệt về tốc độ lão hóa của pin.
Tóm lại, chúng ta có thể kết luận rằng sạc nhanh đòi hỏi chất lượng pin cao, tuổi thọ pin giảm đáng kể và hệ số an toàn cũng giảm đáng kể, vì vậy hãy cố gắng hạn chế tối đa việc sạc nhanh khi không cần thiết. Sạc nhanh thường xuyên sẽ gây hại cho pin, nhưng do mật độ cell pin, vật liệu, nhiệt độ môi trường và hệ thống quản lý pin khác nhau, pin sẽ bị hư hại ở các mức độ khác nhau trong quá trình sạc nhanh.
Thời gian đăng: 26-10-2023