Chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động pin lithium điện mặt trời

Pin lưu trữ Lithium hiện đang là lựa chọn hàng đầu cho các hệ thống điện năng lượng mặt trời nhờ hiệu suất vượt trội và độ bền cao. Cùng Hùng Việt khám phá chi tiết công nghệ pin lithium, cách thức hoạt động, và phân tích ưu, nhược điểm để hiểu tại sao nó đang trở thành xu hướng trong việc lưu trữ điện năng.

Bài viết sau đây sẽ mang đến cho bạn cái nhìn toàn diện về giải pháp lưu trữ thông minh và bền vững, giúp bạn tự tin hơn khi đưa ra quyết định đầu tư cho hệ thống điện mặt trời của mình. 

Pin lưu trữ Lithium là gì? 

Pin Lithium hay còn gọi là pin li-on, viết tắt là LIB. Đây là công nghệ pin tiên tiến có ion lithium là thành phần chính, điều đặc biệt là loại pin này sạc được. Pin Lithium được thương mại hóa vào năm 1991 và từ đó dần thay thế cho các loại acquy chì.

Cập nhật giá pin lưu trữ năng lượng mặt trời mới nhất 2024

Pin Lithium thường dùng cho các thiết bị như: Điện thoại, máy tính, máy chụp hình,… Hiện nay Pin lithium được sử dụng rộng rãi hơn cho các phương tiện di chuyển, sử dụng cho lưu trữ điện năng của hệ thống điện năng lượng mặt trời,…

Cấu tạo của pin lưu trữ Lithium

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

>> Xem thêm: Pin Lithium 4.89kWh - Pin lưu trữ Easyway UNIV 4900

>> Xem thêm: Pin lithium 5kWh - Pin lưu trữ điện mặt trời Easyway 5200

1. 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+.

2. 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.

3. 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.

4. 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. 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 Pin Lithium

Trong cơ chế hoạt động pin lithium ion, cực âm, cực dương đóng vai trò là nguyên liệu trong phản ứng điện hóa. 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:

Pin Lithium 14.3kWh - Pin lưu trữ Easyway UNIV-14.3kWh/LV(W) 51.2V280Ah

1. 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.

2. 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.

Ưu điểm của pin Lithium điện mặt trời 

• Mật độ năng lượng cao: Pin lithium-ion có mật độ năng lượng cao, tức là khả năng lưu trữ được nhiều năng lượng hơn trên mỗi đơn vị khối lượng hoặc thể tích

• Chu kì sạc – xả lớn, khoảng 6000- 8000 lần.

• Độ xả sâu DOD lớn lên tới 90%

•  Pin lithium-ion có tỷ lệ tự xả rất thấp

Ứng dụng những ưu điểm của Pin lithium, Điện mặt trời Hùng Việt hiện đang cung cấp hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ Pin Lithium Easyway bảo hành đến 10 năm và thời gian hoạt động lên đến hơn 20 năm. Ngoài ra Pin lưu trữ Easyway của Hùng Việt có kèm thêm bảo hiểm PVI giúp khách hàng yên tâm hơn trong quá trình sử dụng. 

>> Xem thêm: Top 5 mã pin lithium Easyway bán chạy nhất năm 2024

Quý khách mua thiết bị Pin Lithium tại Hùng Việt - chúng tôi hỗ trợ kỹ thuật, hướng dẫn lắp đặt chi tiết để có thể điều chỉnh công suất phát lên lưới thành công. Vui lòng liên hệ: 0916.009.896 - 0915.309.515 để được hỗ trợ nhanh nhất.