Các xu hướng công nghệ sản xuất pin lithium mới nhất hiện nay

Pin lithium hiện nay được xem là công nghệ đã rất quen thuộc trong đời sống con người, với việc được ứng dụng để cung cấp điện năng cho đa số sản phẩm điện tử, xe điện, thiết bị di động. Bên cạnh đó, loại pin này cũng có nhiều ảnh hưởng tích cực trong hoạt động sản xuất công nghiệp cũng như vấn đề về bảo vệ môi trường toàn cầu. Và với những tác động to lớn đến cuộc sống con người như vậy, hãy cùng RX Tradex tìm hiểu về các xu hướng công nghệ sản xuất pin lithium mới nhất hiện nay trong bài viết dưới đây.

1. Pin lithium là gì?

Pin lithium là gì? Pin lithium (LIB), hay còn gọi là pin Li-on, hoặc pin lithi-on, thuộc dạng pin sạc, là một tổ hợp bao gồm nhiều tế bào, như pin axit-chì và nhiều loại pin khác. Cụ thể, pin sử dụng kim loại Lithium hoặc hợp kim Lithium làm vật liệu điện cực âm hoặc dương kết hợp với dung dịch điện giải không dính. Hiện nay, pin Lithium chủ yếu được chia thành hai loại, bao gồm: Pin Lithium kim loại và pin Lithium-Ion.

Thông thường, loại pin này được dùng cho các sản phẩm điện tử như: Điện thoại, máy ảnh, laptop, nhiệt kế, khóa xe từ xa, con trỏ laser, máy nghe nhạc MP3, máy trợ thính,… Trong tương lai, pin lithium được kỳ vọng sẽ thay thế cho ắc quy chì, mang lại hiệu suất cao và đồng thời hạn chế thải ra kim loại nặng ra ngoài môi trường sạch tự nhiên.

2. Những tác động tích cực của pin lithium.

Sự ra đời của pin lithium được xem là cột mốc đánh dấu sự thay đổi của ngành pin năng lượng trên toàn thế giới. Với những ưu điểm như: Kích thước gọn nhẹ, mật độ năng lượng cao, công suất lớn, vòng đời sử dụng dài, thời gian gian sạc ngắn,… loại pin này đã đã tạo tiền đề quan trọng cho những cải tiến về công nghệ trên các thiết bị điện tử, di động và đặc biệt là xe điện. Ngoài ra, với vòng đời sử dụng gấp 3 – 4 ắc quy axit chì thông thường, pin Lithium là một giải pháp giúp tiết kiệm chi phí trong hoạt động sản xuất cũng như đời sống thường ngày một cách hiệu quả.

Bên cạnh đó, pin lithium cũng có những tác động tích cực đến vấn đề bảo vệ môi trường. Cụ thể, việc tái chế pin lithium là giải pháp giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất, khuyến khích việc tái sử dụng và hạn chế được lượng chất thải công nghiệp ra ngoài môi trường. Hiện tại, có nhiều quốc gia ở các khu vực: Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ cùng một số nước khác trên thế giới đã quan tâm nhiều hơn đến vấn đề tái chế pin Lithium. Qua đó, hứa hẹn trong tương lai sẽ có nhiều hơn những phương án, công nghệ “xanh”, mang lại hiệu quả tích cực đối với môi trường trong hoạt động sử dụng pin lithium.

3. 5 xu hướng công nghệ sản xuất pin lithium mới nhất hiện nay.

3.1. Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-po (Pin li-po).

Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-po là gì? Đây là xu hướng sản xuất pin lithium bằng cách sử dụng vật liệu li-po, hay còn gọi là liti-polymer. Cụ thể, loại pin này không sử dụng chất điện phân dạng lỏng mà thay vào đó sẽ ứng dụng polymer khô, tương tự như một miếng phim nhựa mỏng. Miếng phim này được kẹp giữa cực dương và cực âm của pin, từ đó cho phép trao đổi ion.

Ưu điểm của pin li-po:

• Có thể tích trữ năng lượng cao, ít rò rỉ, hiệu suất tốt.
• Nhẹ, bền, chất điện phân tốt và ít bị ăn mòn.
• Kích thước linh hoạt, phù hợp với đa dạng sản phẩm hiện nay.
• Hạn chế được chập cháy.

Nhược điểm:

• Giá thành cao hơn pin lithium thông thường.
• Chất lượng bị giảm nếu để trong thời gian dài không sử dụng.
• Pin sẽ bị chập cháy nếu có mức điện áp không phù hợp.
• Dự trữ năng lượng ít hơn loại pin li-ion thông thường.
• Thiết kế vỏ bọc mềm, dễ bị biến dạng và gây ra tình trạng chập mạch.

3.2. Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-air (Pin lithium air).

Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-air là gì? Đây là một phương pháp chế tạo pin lithium sử dụng chất oxy hóa để tạo ra dòng điện. Cụ thể, pin lithium air được thiết kế để sử dụng khí oxy từ môi trường xung quanh như một phần của quá trình tạo ra năng lượng điện. Với nguyên lý hoạt động là oxy từ không khí được cất trữ vào trong Catot (Điện cực âm) có cấu trúc nano carbon, trong quá trình xả pin, các ion lithi sẽ phản ứng cùng oxy nhằm tạo ra lithi peroxide, từ đó sinh ra điện năng.

Ưu điểm của pin lithium air:

• Sản phẩm thân thiện với môi trường.
• Phù hợp dùng cho xe điện hoặc thiết bị sử dụng năng lượng điện.
• Trọng lượng và kích thước nhỏ hơn nhiều so với pin lithium thông thường.
• Có tuổi thọ sử dụng cao.

Nhược điểm của xu hướng sản xuất này:

• Cần công nghệ cao để chế tạo.
• Khả năng tích trữ điện kém hơn pin Li-ion.

3.3. Công nghệ sản xuất pin Lithium sử dụng vật liệu li-titanate (Pin lithium titanate).

Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-titanate là gì? Đây là phương pháp sản xuất pin sử dụng lithium titanate (LTO) để thay thế graphite (vật liệu phi kim loại) ở cực dương, từ đó tăng lượng điện tích được truyền tải, nâng cao đặc tính của dòng điện. Thông thường, pin lithium titanate được sử dụng trong lĩnh vực quân sự và hàng không vũ trụ. Ngoài ra, loại pin này cũng được áp dụng rộng rãi trong việc sản xuất năng lượng mặt trời và tạo ra các lưới điện thông minh.

Ưu điểm của pin lithium titanate:

• Tốc độ sạc rất nhanh.
• Có thể hoạt động trong điều kiện thời tiết bất lợi.
• Tính ổn định cao.
• Thân thiện với môi trường.

Nhược điểm:

• Điện áp của pin bị giảm xuống tùy thuộc vào công suất hoạt động.
• Mật độ năng lượng thấp.
• Giá thành cao.
• Gặp vấn đề về hiệu suất nếu sử dụng trong thời gian dài.

3.4. Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-sulfur (Pin lithium-sulfur)

Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng vật liệu li-sulfur là gì? Đây là công nghệ sản xuất sử dụng những nguyên liệu của pin lithium-ion tiêu chuẩn, với việc cải tạo và thiết kế lại cực âm bằng sulphur (lưu huỳnh) để sản phẩm có thể đạt hiệu suất cao khi sạc, ít tiêu hao khi vận hành. Hiện nay, xu hướng công nghệ sản xuất này được xem là tương lai của việc sản xuất pin, hứa hẹn sẽ đem đến sự thay đổi cho toàn bộ ngành công nghiệp này.

Ưu điểm của pin lithium-sulfur:

• Công suất cao.
• An toàn với môi trường.
• Thời gian sử dụng sau một lần sạc vượt trội hơn các loại pin lithium thông thường.
• Giá thành thấp.

Nhược điểm:

• Hiệu suất không ổn định ở nhiệt độ cao.
• Chưa thể ứng dụng rộng rãi.
• Độ bền cơ học thấp.

3.5. Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng kim loại nguyên chất (Pin lithium-metal).

Công nghệ sản xuất pin lithium sử dụng kim loại nguyên chất là gì? Đây là phương pháp sử dụng kim loại lithium nguyên chất làm điện cực trong cấu trúc của pin. Qua đó, điện cực được làm từ kim loại này sẽ không kết hợp với các chất khác như trong pin lithium-ion thông thường, giúp cung cấp mật độ năng lượng và hiệu suất sử dụng cao hơn.

Ưu điểm của pin lithium-metal:

• Có khả năng chống cháy nổ.
• Đảm bảo an toàn khi sử dụng.
• Hiệu năng lưu trữ điện vượt trội so với pin lithium Ion.
• Công suất cao hơn các sản phẩm pin thông thường.

Nhược điểm:

• Dễ bị hư hại khi va đập.
• Độ bền không cao.
• Khả năng tái sử dụng kém.

4. Tổng kết.

Qua bài viết về “Các xu hướng công nghệ sản xuất pin lithium mới nhất hiện nay”, mong rằng RX Tradex đã giới thiệu cho quý doanh nghiệp những giải pháp sản xuất tiềm năng nhất trong lĩnh vực pin lithium thời điểm hiện tại. Từ đó, doanh nghiệp có thể nắm bắt được các xu hướng thị trường và tìm kiếm phương hướng phát triển đối với ngành công nghiệp sản xuất pin trong tương lai. Ngoài ra, trong năm 2023, doanh nghiệp mong muốn tìm hiểu thêm về các công nghệ sản xuất tiên tiến, có thể tham gia ngay Triển lãm Quốc tế Vietnam Manufacturing Expo do công ty RX Tradex Vietnam tổ chức. Đồng thời, cũng trong năm nay, RX Tradex còn tổ chức những sự kiện triển lãm hàng đầu khu vực như: NEPCON Vietnam, METALEX Vietnam và Waste and Recycling Vietnam.