1. Giới thiệu về pin lithium-ion
1.1 Trạng thái sạc (SOC)
Trạng thái sạc có thể được định nghĩa là trạng thái của năng lượng điện có sẵn trong pin, thường được biểu thị bằng phần trăm.Do năng lượng điện có sẵn thay đổi theo dòng sạc và xả, nhiệt độ và hiện tượng lão hóa, nên định nghĩa về trạng thái sạc cũng được chia thành hai loại: Trạng thái sạc tuyệt đối (ASOC) và Trạng thái sạc tương đối (RSOC) .
Nói chung, phạm vi trạng thái sạc tương đối là 0% – 100%, trong khi đó là 100% khi pin được sạc đầy và 0% khi pin được xả hết.Trạng thái sạc tuyệt đối là giá trị tham chiếu được tính theo giá trị dung lượng cố định được thiết kế khi pin được sản xuất.Trạng thái sạc tuyệt đối của pin mới được sạc đầy là 100%;Ngay cả khi pin cũ đã được sạc đầy, nó cũng không thể đạt 100% trong các điều kiện sạc và xả khác nhau.
Hình dưới đây cho thấy mối quan hệ giữa điện áp và dung lượng pin ở các tốc độ xả khác nhau.Tốc độ xả càng cao, dung lượng pin càng thấp.Khi nhiệt độ thấp, dung lượng pin cũng sẽ giảm.
Hình 1. Mối quan hệ giữa điện áp và công suất dưới các tốc độ và nhiệt độ phóng điện khác nhau
1.2 Điện áp sạc tối đa
Điện áp sạc tối đa có liên quan đến thành phần hóa học và đặc tính của pin.Điện áp sạc của pin lithium thường là 4,2V và 4,35V, và giá trị điện áp của vật liệu cực âm và cực dương sẽ khác nhau.
1.3 Đã sạc đầy
Khi chênh lệch giữa điện áp pin và điện áp sạc tối đa nhỏ hơn 100mV và dòng sạc giảm xuống C/10, thì pin có thể được coi là đã được sạc đầy.Các điều kiện sạc đầy khác nhau tùy theo đặc tính của pin.
Hình dưới đây cho thấy một đường đặc tính sạc pin lithium điển hình.Khi điện áp ắc quy bằng với điện áp sạc tối đa và dòng sạc giảm xuống C/10 thì ắc quy được coi là đã được sạc đầy
Hình 2. Đường đặc tính sạc pin lithium
1.4 Điện áp xả tối thiểu
Điện áp xả tối thiểu có thể được xác định bằng điện áp xả cắt, thường là điện áp khi trạng thái điện tích là 0%.Giá trị điện áp này không phải là giá trị cố định mà thay đổi theo tải trọng, nhiệt độ, mức độ lão hóa hoặc các yếu tố khác.
1.5 Xả toàn bộ
Khi điện áp pin nhỏ hơn hoặc bằng điện áp xả tối thiểu, nó có thể được gọi là xả hoàn toàn.
1.6 Tốc độ sạc và xả (C-Rate)
Tốc độ sạc-xả là đại diện của dòng sạc-xả so với dung lượng pin.Ví dụ: nếu bạn sử dụng 1C để xả trong một giờ, lý tưởng nhất là pin sẽ xả hoàn toàn.Tốc độ nạp – xả khác nhau sẽ dẫn đến dung lượng sử dụng khác nhau.Nói chung, tốc độ phóng điện càng cao thì dung lượng khả dụng càng nhỏ.
1.7 Vòng đời
Số chu kỳ đề cập đến số lần sạc và xả hoàn toàn của pin, có thể được ước tính bằng dung lượng xả thực tế và dung lượng thiết kế.Khi công suất xả tích lũy bằng với công suất thiết kế, số chu kỳ phải là một.Nói chung, sau 500 chu kỳ sạc-xả, dung lượng của pin được sạc đầy sẽ giảm 10% ~ 20%.
Hình 3. Mối quan hệ giữa thời gian chu kỳ và dung lượng pin
1.8 Tự phóng điện
Khả năng tự phóng điện của tất cả các loại pin sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng.Tự phóng điện về cơ bản không phải là lỗi sản xuất mà là đặc điểm của chính pin.Tuy nhiên, việc xử lý không đúng cách trong quá trình sản xuất cũng sẽ làm tăng khả năng tự phóng điện.Nói chung, tốc độ tự xả sẽ tăng gấp đôi khi nhiệt độ pin tăng 10 ° C. Khả năng tự xả của pin lithium-ion là khoảng 1-2% mỗi tháng, trong khi của các loại pin dựa trên niken khác nhau là 10- 15% mỗi tháng.
Hình 4. Hiệu suất tốc độ tự xả của pin lithium ở các nhiệt độ khác nhau
Thời gian đăng: Feb-07-2023