PIN LITHIUM LÀ GÌ? Cấu tạo và ứng dụng trên xe NÂNG điện

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động cao, sạc nhanh và có khả năng chịu được nhiệt độ lớn. Ngoài ra còn đảm bảo môi trường sạch (vì hạn chế thải ra kim loại nặng), cũng như nâng cao việc sử dụng an toàn (vì tránh dùng dung dịch điện ly chứa axit).

Pin Lithium được kì vọng sẽ thay thế cho ắc quy axit chì (ắc quy nước); sẽ là xu thế, là sản phẩm chủ đạo được dùng phổ biến và rộng rãi đặc biệt là trên xe nâng hàng (forklift).

Pin Lithium

1. Pin Lithium là gì?

- Pin Lithium, hay còn gọi là pin Li-on, hoặc pin Lithi-on, viết tắt là LIB, thuộc loại pin sạc.
- Pin Lithium thường được dùng cho các thiết bị điện di động như điện thoại, máy tính, máy ảnh… Không những thế, loại pin này đang được chú trọng phát triển trong quân đội, các ứng dụng của phương tiện di chuyển chạy bằng điện như: xe nâng điện, xe ô tô điện, xe máy điện,… và trong nghành kĩ thuật hàng không.

2. Cấu tạo của Pin Lithium ion

Cấu tạo pin Lithium-ion bao gồm: 1 cực dương, 1 cực âm, bộ phân tách, chất điện phân và hai bộ thu dòng điện.

Cấu tạo của pin lithium

Cấu tạo của pin lithium-ion bao gồm 3 bộ phận chính 

 - Điện cực dương (Cathode)
Vật liệu dùng làm điện cực dương là LicoO2 và LiMnO4. Cấu trúc phân tử bao gồm phân tử Oxide Coban liên kết với nguyên tử Lithium. Khi có dòng điện chạy qua, nguyên tử Lithium nhanh chóng tách khỏi cấu trúc tạo thành ion dương Lithium, Li+.
 - Điện cực âm (Anode)
Cực âm được cấu tạo từ Than chì (graphene) và các vật liệu Cacbon khác có chức năng lưu giữ các ion Lithium L+ trong tinh thể.
 - Bộ phân tách
Bộ phân tách hay còn gọi là màng ngăn cách điện được làm bằng nhựa PE hoặc PP. Bộ phận này nằm giữa cực dương và cực âm, có nhiều lỗ nhỏ, có chức năng ngăn cách giữa cực dương và cực âm. Tuy nhiên, các ion Li+ vẫn được đi qua.
 - Chất điện phân
Chất điện phân là chất lỏng lấp đầy hai cực và màng ngăn. Dung dịch điện phân có chứa LiPF6 và dung môi hữu cơ. Dung dịch có chức năng như vật dẫn các ion Li+ từ. 
Chất điện phân là môi trường truyền ion lithium giữa 2 điện cực trong quá trình sạc và xả pin. Nguyên tắc cơ bản trong dung dịch điện ly cho pin li-on là có độ dẫn ion tốt. Cụ thể độ dẫn ion liti ở mức 1-2 S/cm ở nhiệt độ phòng. Tăng 30-40% khi nhiệt độ lên 40 độ và giảm nhẹ khi nhiệt độ xuống 0 độ C.

Nguyên lý hoạt động của pin Lithium ion

Cực âm, cực dương đóng vai trò là nguyên liệu trong phản ứng điện hóa ở pin li-on. Dung dịch điện phân tạo môi trường dẫn cho ion liti di chuyển giữa 2 điện cực âm và dương. Dòng điện chạy ở mạch ngoài khi pin di chuyển. Quá trình này thể hiện ở quy trình sạc, xả. Cụ thể như sau:

Nguyên lý hoạt động của pin lithium

Nguyên lý hoạt động của pin Lithium ion thể hiện qua quy trình sạc

 + Quy trình xả:
Ion-liti mang điện dương di chuyển từ cực âm (thường là graphite) qua dung dịch điện ly sang cực dương và dương cực sẽ có phản ứng với ion liti. Mỗi ion Li dịch chuyển từ cực âm sang cực dương trong pin thì ở mạch ngoài, lại tiếp tục có 1 electron chuyển động từ cực âm sang cực dương, sinh ra dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm. Điều này tạo ra cân bằng điện tích giữa 2 cực.
 + Quy trình sạc:
Quá trình sạc diễn ra ngược lại quá trình xả. Dưới điện áp sạc, electron bị buộc chạy từ điện cực dương của pin (trở thành cực âm), ion Li tách khỏi cực dương di chuyển trở về điện cực âm của pin (ở quy trình này đóng vai trò cực dương). Trong quá trình sạc và xả pin sẽ đảo chiều. 
Trong một chu kỳ phóng điện, những nguyên tử liti ở cực dương bị ion hóa và tách khỏi các điện tử của chúng. Các ion liti di chuyển từ cực dương và đi qua chất điện phân cho đến khi chúng đến được cực âm. Tại đây chúng tái kết hợp với các điện tử và trung hòa về điện.

3. Ứng dụng của Pin Lithium trên xe nâng điện

Hiện nay pin Lithium-ion được ứng dụng nhiều trong sản xuất xe nâng điện. Một trong các công ty tiên phong lắp đặt pin lithium lên trên các dòng xe nâng điện đó chính là Nhà sản xuất xe nâng HELI - tại tỉnh Anhui, Trung Quốc. Xe nâng điện ngồi lái Lithium nhãn hiệu HELI được công ty Bình Minh nhập khẩu trực tiếp về việt nam từ năm 2018. Sau đó nghiên cứu và mở rộng ứng dụng trên các sản phẩm xe nâng khác như: xe nâng nhà kho, xe nâng tay, xe nâng điện không người lái (AGV)...

Hình ảnh các mẫu xe nâng điện Lithium:

Xe nâng điện ngồi lái Pin Lithium của HELI

Xe nâng tay điện Pin Lithium của HELI

Pin Lithium-ion trên xe nâng Heli được nghiên cứu và phát triển nghiêm ngặt, có khả năng chịu đựng được môi trường khắc nghiệt tốt. Và đã được thử nghiệm trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau trước khi cung cấp ra thị trường. Pin Lithium-ion trên xe nâng Heli đạt tiêu chuẩn kháng nước kháng bụi IP67 => Giúp cho xe hoạt động ngay cả khi trời đang mưa, môi trường nước và ngăn chặn bụi xâm nhập vào pin dễ gây hỏng hóc cho xe. Pin có khả năng chịu nhiệt trung bình từ -30 độ đến 55 độ.
Đối với năng lượng của xe nâng điện từ pin, trong quá trình xe hoạt động hoàn toàn không diễn ra quá trình đốt cháy, nhờ vậy có thể loại bỏ được tối đa nguy cơ gây cháy nổ, đảm bảo an toàn hơn.

Hiện nay, HELI đã ký kết hợp tác với CATL hãng sản xuất ắc quy hàng đầu nhất thế giới; CATL chuyên cung cấp pin cho các hãng xe điện gồm BMW, Volkswagen, Mercedes-Benz, Apple, Tesla, Bentley,...chiếm 20% trên thế giới.

Để tìm hiểu thêm về sản phẩm xe nâng điện Lithium: báo giá, cataluges, đến xem xe trực tiếp vui lòng liên hệ hotline 0868 605 488 (Mr. Thắng) để được hỗ trợ sớm nhất.