Cùng với sự phát triển không ngừng của xe năng lượng mới, pin điện cũng ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm. Pin, động cơ và hệ thống điều khiển điện là ba thành phần chính của xe năng lượng mới, trong đó pin điện là bộ phận quan trọng nhất, có thể nói là “trái tim” của xe năng lượng mới. Vậy pin điện của xe năng lượng mới được chia thành những loại nào?
1, pin axit chì
Ắc quy chì-axit (VRLA) là loại ắc quy có điện cực chủ yếu làm từ chì và oxit của nó, và chất điện phân là dung dịch axit sulfuric. Thành phần chính của điện cực dương là chì đioxit, và thành phần chính của điện cực âm là chì. Ở trạng thái phóng điện, thành phần chính của cả điện cực dương và âm là chì sunfat. Điện áp định mức của một ắc quy chì-axit đơn cell là 2.0V, có thể phóng điện đến 1.5V, có thể sạc đến 2.4V; Trong ứng dụng, 6 ắc quy chì-axit đơn cell thường được mắc nối tiếp để tạo thành một ắc quy chì-axit có điện áp định mức 12V, cũng như 24V, 36V, 48V, v.v.
Pin niken-cadmi (thường được viết tắt là NiCd, phát âm là “nye-cad”) là một loại pin lưu trữ phổ biến. Pin này sử dụng niken hydroxit (NiOH) và kim loại cadmi (Cd) làm chất hóa học để tạo ra điện năng. Mặc dù hiệu suất tốt hơn pin axit chì, nhưng chúng chứa kim loại nặng và gây ô nhiễm môi trường sau khi bị thải bỏ.
Pin niken-cadmi có thể sạc và xả lặp lại hơn 500 lần, tiết kiệm và bền bỉ. Điện trở trong nhỏ, không chỉ có điện trở trong thấp mà còn có thể sạc nhanh và cung cấp dòng điện lớn cho tải, và sự thay đổi điện áp rất nhỏ khi xả, là một loại pin nguồn DC rất lý tưởng. So với các loại pin khác, pin niken-cadmi có thể chịu được quá tải hoặc quá xả.
Pin niken-kim loại hydrua được cấu tạo từ các ion hydro và kim loại niken, có khả năng dự trữ năng lượng cao hơn 30% so với pin niken-cadmi, nhẹ hơn pin niken-cadmi, tuổi thọ cao hơn và không gây ô nhiễm môi trường, nhưng giá thành cao hơn nhiều so với pin niken-cadmi.
Pin lithium là loại pin sử dụng kim loại lithium hoặc hợp kim lithium làm vật liệu điện cực âm, sử dụng dung dịch điện phân không chứa nước. Pin lithium có thể được chia thành hai loại chính: pin lithium kim loại và pin lithium ion. Pin lithium ion không chứa lithium ở dạng kim loại và có thể sạc lại.
Pin lithium-ion thường là loại pin sử dụng mangan dioxit làm vật liệu điện cực dương, lithium-ion hoặc hợp kim lithium làm vật liệu điện cực âm, và sử dụng dung dịch điện phân không chứa nước. Thành phần vật liệu của pin lithium-ion chủ yếu gồm: vật liệu điện cực dương, vật liệu điện cực âm, màng ngăn, dung dịch điện phân.
Trong số các vật liệu catốt, các vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là lithium cobalat, lithium manganat, lithium sắt photphat và các vật liệu ba thành phần (polyme niken-cobalt-mangan). Vật liệu điện cực dương chiếm tỷ lệ lớn (tỷ lệ khối lượng vật liệu điện cực dương và âm là 3:1 ~ 4:1), bởi vì hiệu suất của vật liệu điện cực dương ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của pin lithium-ion, và chi phí của nó quyết định trực tiếp chi phí của pin.
Trong số các vật liệu điện cực âm, hiện nay chủ yếu là than chì tự nhiên và than chì nhân tạo. Các vật liệu điện cực dương đang được nghiên cứu bao gồm nitrit, PAS, oxit gốc thiếc, hợp kim thiếc, vật liệu nano-điện cực dương và một số hợp chất liên kim loại khác. Là một trong bốn thành phần chính của pin lithium, vật liệu điện cực âm đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện dung lượng và hiệu suất chu kỳ của pin, và là cốt lõi của giai đoạn giữa trong ngành công nghiệp pin lithium.
Pin nhiên liệu là thiết bị chuyển đổi năng lượng điện hóa không cần quá trình đốt cháy. Năng lượng hóa học của hydro (và các nhiên liệu khác) và oxy được chuyển đổi liên tục thành điện năng. Nguyên lý hoạt động là H2 bị oxy hóa thành H+ và e- dưới tác dụng của chất xúc tác ở cực dương, H+ đi đến cực dương thông qua màng trao đổi proton, phản ứng với O2 tạo thành nước ở cực âm, và e- đi đến cực âm thông qua mạch ngoài, phản ứng liên tục này tạo ra dòng điện. Mặc dù pin nhiên liệu có từ "pin", nhưng nó không phải là thiết bị lưu trữ năng lượng theo nghĩa truyền thống, mà là thiết bị phát điện, đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa pin nhiên liệu và pin truyền thống.
Buồng thử nghiệm sốc nhiệt: Buồng này mô phỏng sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng mà pin có thể gặp phải trong quá trình hoạt động. Bằng cách cho pin tiếp xúc với các biến đổi nhiệt độ khắc nghiệt, chẳng hạn như chuyển đổi nhanh từ nhiệt độ cao xuống nhiệt độ thấp, chúng ta có thể đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của chúng dưới sự dao động nhiệt độ.
Buồng thử nghiệm lão hóa bằng đèn xenon: Thiết bị này mô phỏng điều kiện ánh sáng mặt trời bằng cách cho pin tiếp xúc với bức xạ ánh sáng mạnh từ đèn xenon. Mô phỏng này giúp đánh giá sự suy giảm hiệu suất và độ bền của pin khi tiếp xúc với ánh sáng trong thời gian dài.
Buồng thử nghiệm lão hóa tia cực tím: Buồng này mô phỏng môi trường bức xạ tia cực tím. Bằng cách cho pin tiếp xúc với ánh sáng tia cực tím, chúng ta có thể mô phỏng hiệu suất và độ bền của chúng trong điều kiện tiếp xúc tia cực tím kéo dài.
Việc sử dụng kết hợp các thiết bị thử nghiệm này cho phép kiểm tra toàn diện độ bền và tuổi thọ của pin. Điều quan trọng cần lưu ý là trước khi tiến hành các thử nghiệm này, điều cần thiết là phải tuân thủ các hướng dẫn an toàn liên quan và làm theo nghiêm ngặt hướng dẫn vận hành của thiết bị thử nghiệm để đảm bảo quy trình thử nghiệm chính xác và an toàn.
Thời gian đăng bài: 12/09/2023
