Hướng dẫn cuối cùng về pin

2023-06-07
Hướng dẫn cuối cùng về pin

Pin đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.Họ cung cấp năng lượng cho các thiết bị và công nghệ định hình thế giới của chúng ta, từ điện thoại và máy tính xách tay đến xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.Họ cung cấp cho chúng tôi sự tiện lợi của năng lượng di động và khả năng duy trì kết nối, sản xuất và thân thiện với môi trường.Điều quan trọng là phải hiểu các loại pin khác nhau, đặc điểm của chúng và cách tối ưu hóa khả năng của chúng để tận dụng tối đa mức độ sử dụng năng lượng của chúng tôi và đóng góp cho một tương lai bền vững.Trong hướng dẫn toàn diện này, chúng tôi sẽ đi sâu vào thế giới pin, khám phá lịch sử, chức năng của họ và các ứng dụng đa dạng dựa vào chúng.Hãy bắt đầu hành trình này để mở khóa sức mạnh của pin và chiếu sáng con đường hướng tới một ngày mai tràn đầy năng lượng hơn.

Hướng dẫn sau đây rất nhiều thông tin, vì vậy vui lòng tìm những gì bạn muốn học từ bảng nội dung tùy thuộc vào mức độ kiến thức về pin của bạn.Tất nhiên nếu bạn là người mới bắt đầu, thì xin vui lòng bắt đầu từ đầu.

Mẹo đọc trước: Nhấp một lần trên hộp văn bản tiêu đề và văn bản chi tiết sẽ mở rộng;Nhấp một lần nữa và văn bản chi tiết sẽ được ẩn.

Giới thiệu

Tầm quan trọng và các ứng dụng phổ biến của pin.

Pin rất quan trọng trong xã hội hiện đại và được sử dụng trong một loạt các ứng dụng (với sự phát triển của công nghệ, ngày càng có nhiều thiết bị được chuyển đổi thành năng lượng pin).Họ cung cấp các giải pháp năng lượng di động, tái tạo và khẩn cấp thúc đẩy sự phát triển công nghệ, sử dụng năng lượng bền vững và tiến bộ trong một loạt các ngành công nghiệp.

Image 1


1. Thiết bị điện tử di động: Chẳng hạn như điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay và máy ảnh kỹ thuật số.

2. Vận tải: Xe điện và hybrid sử dụng pin làm thiết bị lưu trữ năng lượng chính.Với nhu cầu gia tăng về năng lượng tái tạo và các phương thức vận chuyển thân thiện với môi trường, pin đang đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển giao thông bền vững.

3. Lưu trữ năng lượng tái tạo: Pin được sử dụng rộng rãi để lưu trữ các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.Bằng cách lưu trữ năng lượng điện trong pin, chúng có thể cung cấp nguồn điện ổn định khi không có năng lượng mặt trời hoặc gió.

4. Điện khẩn cấp: Pin đóng một vai trò quan trọng như một nguồn năng lượng dự phòng trong các tình huống khẩn cấp.Ví dụ, các thiết bị như điện thoại không dây, đèn pin và đèn khẩn cấp đòi hỏi pin để cung cấp năng lượng đáng tin cậy.

5. Thiết bị y tế: Nhiều thiết bị y tế, chẳng hạn như máy tạo nhịp tim và máy thở nhân tạo, sử dụng pin làm nguồn điện.Độ ổn định và độ tin cậy của pin là rất quan trọng đối với hoạt động của các thiết bị quan trọng này.

6. Ứng dụng quân sự: Pin được sử dụng trong một loạt các ứng dụng quân sự, chẳng hạn như cho thiết bị truyền thông quân sự, hệ thống định vị và máy bay không người lái.Pin có thể cung cấp một nguồn cung cấp năng lượng độc lập và tăng cường khả năng chiến đấu trên chiến trường.

7. Công nghiệp: Pin được sử dụng trong ngành công nghiệp cho hệ thống pin, nguồn cung cấp năng lượng khẩn cấp và cảm biến không dây.Họ cung cấp một nguồn cung cấp điện đáng tin cậy và đảm bảo tính liên tục và an toàn của sản xuất công nghiệp.

Tổng quan về các nguyên tắc cơ bản và cơ chế làm việc của pin.

Phép thuật của pin nằm ở khả năng chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện.Một pin bao gồm hai điện cực (dương và âm) và chất điện phân.Các chất điện phân hoạt động như một dây dẫn của các ion, cho phép phản ứng hóa học giữa các điện cực.

Image 2


Nguyên tắc cơ bản của pin dựa trên các phản ứng điện hóa.Khi một phản ứng hóa học xảy ra, nó tạo ra dòng điện tử.Ở trạng thái tích điện, pin lưu trữ hóa chất giữa các điện cực dương và âm và phản ứng hóa học có thể đảo ngược.Khi pin được kết nối với mạch bên ngoài, phản ứng hóa học bắt đầu, khiến hóa chất ở đầu cực dương bị oxy hóa và hóa chất ở thiết bị đầu cuối âm giảm.Kết quả là, các electron chảy từ thiết bị đầu cuối âm đến thiết bị đầu cuối dương, tạo ra một dòng điện.Quá trình này tiếp tục cho đến khi các hóa chất bị cạn kiệt.

Các loại pin khác nhau sử dụng các phản ứng hóa học riêng biệt để tạo ra điện.Ví dụ, loại pin lithium-ion phổ biến nhất: điện cực dương của nó được tạo thành từ một hợp chất lithium (như oxit coban hoặc phosphate sắt lithium) và điện cực âm của nó được tạo thành từ vật liệu carbon (như than chì).Ở trạng thái tích điện, các ion lithium được nhúng từ điện cực dương vào vật liệu âm.Trong quá trình phóng điện, các ion lithium được khử nhúng từ điện cực âm và quay trở lại điện cực dương, giải phóng các electron.

Giá trị của việc có một hướng dẫn cuối cùng về pin cho độc giả.

Một hướng dẫn cuối cùng có giá trị đối với người đọc vì nhiều lý do:

1. Để cung cấp thông tin chính xác: Internet có đầy đủ các mảnh thông tin và ý kiến mâu thuẫn.Hướng dẫn cuối cùng cung cấp thông tin toàn diện và chính xác bằng cách hợp nhất và đối chiếu các nguồn đáng tin cậy để giúp người đọc nhanh chóng truy cập kiến thức họ cần và tránh thông tin sai lệch hoặc không chính xác.

2. Tiết kiệm thời gian và công sức: Tìm kiếm Internet cho các chủ đề cụ thể thường đòi hỏi rất nhiều thời gian để sàng lọc và xác minh độ tin cậy của thông tin.Hướng dẫn cuối cùng tiết kiệm thời gian và công sức bằng cách tập hợp các thông tin liên quan để độc giả có thể tìm thấy tất cả thông tin họ cần ở một nơi.

3. Giải quyết mâu thuẫn và nhầm lẫn: Internet thường trình bày các câu trả lời khác nhau cho cùng một câu hỏi hoặc mâu thuẫn giữa thông tin.Hướng dẫn cuối cùng giúp người đọc thoát khỏi sự nhầm lẫn và hoang mang bằng cách tổng hợp các quan điểm khác nhau và các nguồn có thẩm quyền để đưa ra câu trả lời đáng tin cậy nhất.

4. Cung cấp hướng dẫn và lời khuyên: Hướng dẫn cuối cùng không chỉ cung cấp sự thật và thông tin, mà còn có thể cung cấp hướng dẫn và lời khuyên thực tế.

Những điều cơ bản của pin

Các loại pin khác nhau: nguyên tắc, đặc điểm và ứng dụng.

Dưới đây là một số trong 5 loại pin phổ biến nhất, bao gồm các nguyên tắc, đặc điểm và ứng dụng của chúng.Nếu bạn muốn thông tin toàn diện nhất về các loại pin, bạn cũng có thể bỏ qua phần này và đi thẳng vào "hầu hết các loại pin và ứng dụng" bên dưới.

Pin axit chì

Image 2


Nguyên tắc: Pin axit chì sử dụng phản ứng hóa học giữa chì và chì dioxide để tạo ra năng lượng điện.
Các tính năng: Chi phí thấp, mật độ năng lượng và hiện tại cao, nhưng lớn và nặng.
Ứng dụng: Pin khởi động ô tô, UPS (nguồn điện không gián đoạn), v.v.

Pin li-ion (lithium-ion)

Image 2


Nguyên tắc: Pin lithium-ion sử dụng sự di chuyển của các ion lithium giữa các điện cực dương và âm để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện.
Đặc điểm: Mật độ năng lượng cao, trọng lượng nhẹ hơn và tuổi thọ dài hơn.Sạc cao và hiệu quả xả.
Ứng dụng: Thiết bị di động (ví dụ: điện thoại di động, máy tính bảng), thiết bị điện tử di động và xe điện.

Pin NICD (Niken-Cadmium)

Image 2


Nguyên tắc: Pin NICD tạo ra năng lượng điện thông qua phản ứng hóa học giữa niken và cadmium hydroxit.
Các tính năng: Sản lượng công suất cao và tuổi thọ dài, nhưng chúng chứa cadmium kim loại nặng có hại, có tác động nhất định đến môi trường.
Ứng dụng: Máy ảnh kỹ thuật số, dụng cụ di động và máy bay không người lái, v.v.

Pin NIMH (Niken-Metal)

Image 2


Nguyên tắc: Pin NIMH sử dụng phản ứng hóa học giữa niken và hydro để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện.
Các tính năng: Mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài, không ô nhiễm và hiệu suất nhiệt độ cao tốt hơn.
Ứng dụng: Xe hybrid, hệ thống lưu trữ năng lượng, v.v.

Pin lipo (lithium polymer)

Image 2


Nguyên tắc: Pin polymer lithium tương tự như pin lithium ion, nhưng nó sử dụng chất điện phân polymer rắn thay vì chất điện phân lỏng.
Các tính năng: Mật độ năng lượng cao, trọng lượng nhẹ hơn, an toàn tốt hơn và tỷ lệ tự xả thấp hơn.Thích hợp cho các thiết bị mỏng.
Ứng dụng: Máy tính xách tay, đồng hồ thông minh và các thiết bị y tế di động, v.v.

Kiến thức vật lý về pin
Điện áp (v):
Điện áp đại diện cho sự khác biệt tiềm năng điện giữa hai điểm trong một mạch.Nó được đo bằng volt (V).Điện áp trên pin thường được ký hiệu là V_BATT.

Tính phí (Q):
Charge đề cập đến lượng điện tích được lưu trữ trong pin.Nó được đo bằng coulombs (c) hoặc ampe-giờ (AH).Mối quan hệ giữa điện tích và năng lực được đưa ra bởi: Điện tích (q) = công suất (c) × điện áp (v)

Dung lượng (c):
Công suất đại diện cho lượng điện tích mà pin có thể lưu trữ.Nó thường được đo bằng ampe-giờ (AH) hoặc milliampere-giờ (mah).Mối quan hệ giữa năng lực, điện tích và năng lượng được đưa ra bởi: Năng lượng (E) = Công suất (C) × Điện áp (V)

Năng lượng (E):
Năng lượng là khả năng làm công việc hoặc tiềm năng cho một hệ thống gây ra thay đổi.Trong bối cảnh của pin, năng lượng thường được đo bằng giờ (WH) hoặc joules (J).Mối quan hệ giữa năng lượng, công suất và điện tích được đưa ra bởi: Năng lượng (E) = Điện tích (Q) × Điện áp (V)

Sức mạnh (P):
Sức mạnh đại diện cho tốc độ công việc được thực hiện hoặc năng lượng được chuyển giao.Nó được đo bằng watt (W).Công suất trong mạch được tính bằng công thức: Nguồn (p) = điện áp (v) × dòng điện (i)

Kết nối loạt:
1. Khi pin được kết nối nối tiếp, tổng điện áp trên khắp mạch là tổng của điện áp pin riêng lẻ.Hiện tại vẫn giống nhau.
Tổng điện áp (V_Total) = V1 + V2 + V3 + ...
2. Khi pin được kết nối nối tiếp, tổng công suất là tổng dung lượng pin riêng lẻ.Điều này là do dòng điện vẫn giữ nguyên, nhưng tổng điện áp tăng.
Tổng công suất (C_Total) = C1 + C2 + C3 + ...

Kết nối song song:
1. Khi pin được kết nối song song, tổng điện áp vẫn giống như pin riêng lẻ, trong khi tổng dòng điện là tổng của dòng chảy qua mỗi pin.
Tổng dòng điện (i_total) = i1 + i2 + i3 + ...
2. Khi pin được kết nối song song, tổng công suất bằng dung lượng của một pin.Điều này là do điện áp vẫn giữ nguyên, nhưng tổng dòng điện tăng.
Tổng công suất (C_Total) = C1 = C2 = C3 = ...
Điều khoản và định nghĩa pin phổ biến.

1. Dung lượng pin: Lượng năng lượng điện mà pin có thể lưu trữ, thường được biểu thị bằng amp-giờ (AH) hoặc milli-amps (MAH).

2. Vôn: Sự khác biệt tiềm năng hoặc chênh lệch điện áp của pin, được thể hiện bằng Volts V. Nó đại diện cho lượng năng lượng điện mà pin có thể lưu trữ.

3. Pin pin: Một ô riêng lẻ trong pin, chứa điện cực dương, điện cực âm và chất điện phân.

4. Bộ pin: Một toàn bộ bao gồm một số tế bào pin kết hợp.Chúng thường được kết nối và quản lý thông qua các đầu nối, bảng mạch và các thành phần khác.

5. Kết nối loạt: Nhiều tế bào pin được kết nối theo trình tự, với thiết bị đầu cuối dương được kết nối với thiết bị đầu cuối âm, để tăng tổng điện áp.Khi được kết nối theo chuỗi, điện áp ô được chồng lên nhau.

6. Kết nối song song: Kết nối nhiều tế bào pin theo trình tự, với thiết bị đầu cuối dương được kết nối với thiết bị đầu cuối âm, để tăng tổng khả năng và công suất hiện tại.Khi được kết nối song song, khả năng của các tế bào pin được thêm vào với nhau.

7. Tính phí: Cho ăn năng lượng điện vào pin từ nguồn bên ngoài để khôi phục năng lượng hóa học được lưu trữ trong pin.

số 8. Xuất viện: Việc giải phóng năng lượng điện từ pin để sử dụng trong việc cung cấp thiết bị hoặc mạch điện tử.

9. Chu kỳ điện tích: Đề cập đến một quá trình sạc và xả hoàn toàn.

10. Hiệu suất điện tích: Tỷ lệ giữa năng lượng điện được hấp thụ bởi pin và năng lượng điện thực sự được lưu trữ trong quá trình sạc.

11. Tự giải phóng: Tốc độ mà pin tự mất năng lượng khi không sử dụng.

12. Tuổi thọ pin: Tuổi thọ của pin, thường được đo theo số lượng chu kỳ điện tích hoặc thời gian sử dụng.

13. Tuổi thọ pin: Lượng thời gian pin có thể tiếp tục cung cấp năng lượng sau một lần sạc.

14. Sạc nhanh: Một công nghệ sạc cung cấp năng lượng cho pin nhanh hơn để giảm thời gian sạc.

15. Hệ thống quản lý pin (BMS): Một hệ thống điện theo dõi và kiểm soát tình trạng của pin, quá trình sạc và xả và bảo vệ pin khỏi các điều kiện bất lợi như quá tải và quá tải.

16. Tuổi thọ pin: Số lượng chu kỳ điện tích mà pin có thể hoàn thành, thường được đo bằng cách sạc và xả vào tổn thất công suất cụ thể như 80% công suất ban đầu.

17. Tỷ lệ phí tối đa: Tỷ lệ điện tích tối đa có thể được chấp nhận một cách an toàn bởi pin, được biểu thị bằng tỷ lệ của dung lượng điện tích.

18. Tốc độ xả tối đa: Tốc độ hiện tại tối đa mà pin có thể được thải ra một cách an toàn, được biểu thị bằng tỷ lệ công suất hiện tại.

19. Mạch bảo vệ pin: Một thiết bị an toàn được sử dụng để theo dõi tình trạng của pin và ngắt kết nối mạch pin trong trường hợp quá phí, quá tải, quá dòng, quá nhiệt, v.v. để ngăn ngừa thiệt hại hoặc nguy hiểm cho pin.

20. Phân cực pin: Sự khác biệt và nhận dạng giữa các đầu cuối tích cực và âm của pin, thường được biểu thị bằng các ký hiệu + và - hoặc dấu hiệu.

21. Tái chế pin: Quá trình xử lý pin đã sử dụng để phục hồi và xử lý các vật liệu nguy hiểm có trong đó và tái sử dụng các vật liệu có thể tái chế.

22. Xả sâu: Một điều kiện trong đó pin được thải ra ở mức rất thấp hoặc đã cạn kiệt hoàn toàn.Xả sâu thường không được khuyến nghị thường xuyên để tránh các tác động tiêu cực đến thời lượng pin.

23. Xả nhanh chóng: Một kỹ thuật xả thải năng lượng của pin ở mức cao trong một khoảng thời gian ngắn.

24. Thất bại pin: Một điều kiện mà pin không thể cung cấp đủ năng lượng hoặc duy trì hoạt động bình thường, có thể gây ra bởi nhiều lý do khác nhau như lão hóa hoặc thiệt hại.

25. Nhiệt độ chạy : Đề cập đến sự gia tăng nhanh chóng và không thể kiểm soát được nhiệt độ của pin trong điều kiện bất thường, chẳng hạn như quá tải, quá tải, quá nóng, v.v., có thể khiến pin phát nổ hoặc bắt lửa.

26. Điện cực pin: Các điện cực dương và âm trong pin, là các thành phần chính để lưu trữ và giải phóng điện tích.

27. Trò chơi hoán đổi pin: Một cơ sở hoặc dịch vụ để thay thế pin nhanh chóng trong xe điện để cung cấp phạm vi dài hơn.

28. Phản ứng điện hóa: Phản ứng hóa học diễn ra trong pin để chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện thông qua quá trình oxy hóa khử.

29. Chất điện giải: Một chất lỏng dẫn điện hoặc rắn được sử dụng để vận chuyển các ion giữa các điện cực dương và âm của pin để tạo điều kiện cho phản ứng điện hóa.

30. Bộ sạc: Một thiết bị để chuyển năng lượng điện sang pin để khôi phục năng lượng hóa học được lưu trữ.

31. Cân bằng pin: Một quá trình theo đó tốc độ điện tích hoặc phóng điện của mỗi ô trong bộ pin được điều chỉnh để đảm bảo rằng điện tích được cân bằng giữa các ô riêng lẻ.

32. Pin bên ngoài: Một đơn vị pin có thể tháo rời có thể được kết nối với một thiết bị điện tử để cung cấp năng lượng.

33. Chỉ báo sạc pin: Một chỉ báo hoặc màn hình hiển thị trạng thái sạc hoặc mức pin.

34. Hiệu ứng bộ nhớ pin: Một hiện tượng theo đó công suất của pin giảm dần khi các chu kỳ điện tích và xả được lặp lại, vì pin nhớ các mức điện tích và khoảng phóng điện nhỏ hơn.

35. Trở kháng: Đề cập đến điện trở bên trong của pin, ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu suất chuyển đổi năng lượng của nó.

36. Bảo vệ nhiệt độ: Một chức năng hoặc thiết bị theo dõi và kiểm soát nhiệt độ của pin để tránh quá nóng thiệt hại nếu nhiệt độ trở nên quá cao.

37. Bảo vệ điện áp thấp: Một cơ chế bảo vệ tự động cắt mạch để ngăn chặn quá mức khi điện áp pin giảm xuống dưới ngưỡng an toàn.

38. Bảo vệ quá mức: Một cơ chế bảo vệ tự động cắt mạch để ngăn chặn quá mức khi sạc pin đạt đến ngưỡng an toàn.

39. Lưu trữ pin: Quá trình giữ pin ở trạng thái không sử dụng trong một thời gian dài, thường yêu cầu các biện pháp thích hợp để giảm tự xả và bảo vệ pin.

40. Hệ thống quản lý pin (BMS): Một hệ thống điện tử để giám sát, điều khiển và bảo vệ tình trạng và hiệu suất của bộ pin, bao gồm quản lý hiện tại, điện áp, nhiệt độ và các tham số khác.

41. Chỉ báo mức pin: Một thiết bị hoặc chức năng cho biết mức độ điện tích còn lại trong pin, thường được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm hoặc trong một số giai đoạn.

42. Thời gian sạc: Thời gian cần thiết để mang pin từ một lần sạc thấp đến một lần sạc đầy, bị ảnh hưởng bởi công suất của bộ sạc và công suất của pin.

43. Hệ số nhiệt độ: Mối quan hệ giữa hiệu suất pin và thay đổi nhiệt độ, có thể ảnh hưởng đến công suất, điện trở bên trong và đặc điểm điện tích/xả của pin.

44. Bảo hành pin: Bảo hành của nhà sản xuất về hiệu suất và chất lượng của pin trong một khoảng thời gian nhất định, thường được thể hiện trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.

45. Trạm sạc: Một thiết bị hoặc cơ sở được sử dụng để cung cấp xe điện hoặc các thiết bị pin khác để sạc.

46. Máy kiểm tra pin: Một thiết bị hoặc dụng cụ được sử dụng để đo điện áp, công suất, điện trở bên trong và các thông số khác của pin để đánh giá sức khỏe và hiệu suất của nó.

47. Cân bằng tích cực: Một kỹ thuật quản lý pin cân bằng điện tích trong bộ pin bằng cách kiểm soát tốc độ sạc và phóng điện giữa các ô riêng lẻ.

48. Cân bằng thụ động: Một kỹ thuật quản lý pin trong đó điện tích trong bộ pin được cân bằng bằng cách kết nối các điện trở hoặc rò rỉ điện tích, thường kém hiệu quả hơn so với cân bằng hoạt động.

49. Đóng gói pin : Bao bì bên ngoài của pin, được sử dụng để bảo vệ tế bào, cung cấp hỗ trợ cấu trúc và ngăn ngừa các mạch ngắn.

50. Mật độ năng lượng cao: Lượng năng lượng điện tối đa mà pin có thể lưu trữ trên mỗi đơn vị thể tích hoặc trọng lượng, cho thấy hiệu suất lưu trữ năng lượng của pin.

51. Tỷ lệ tự xả thấp: Tốc độ mà pin tự mất năng lượng điện là rất chậm và duy trì trạng thái sạc cao khi được lưu trữ hoặc không sử dụng trong một thời gian dài.

52. Phân cực pin: Đề cập đến sự thay đổi vật liệu trên bề mặt của các điện cực trong quá trình sạc và xả do phản ứng hóa học trên các điện cực.

53. Pin rò rỉ điện phân: Một điều kiện trong đó chất điện phân trong pin rò rỉ vào môi trường bên ngoài, điều này sẽ dẫn đến sự suy giảm hiệu suất của pin hoặc các vấn đề an toàn khác.

54. Hệ thống làm mát pin: Một hệ thống được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của pin, thông qua sự tản nhiệt, quạt hoặc làm mát chất lỏng để giữ pin trong phạm vi nhiệt độ hoạt động thích hợp.

55. Hệ thống sưởi pin: Một hệ thống được sử dụng để cung cấp nhiệt cho pin trong môi trường nhiệt độ thấp để đảm bảo hoạt động đúng của pin ở nhiệt độ thấp.

56. Pin tốc độ xả cao: Một pin có khả năng cung cấp năng lượng điện ở dòng điện cao cho các ứng dụng có yêu cầu năng lượng cao như dụng cụ điện và xe điện.

57. Pin thứ cấp: Một pin có thể được sạc lại, trái ngược với pin dùng một lần không thể sạc lại.

58. Máy theo dõi pin: Một thiết bị hoặc hệ thống để giám sát trạng thái, điện áp, nhiệt độ và các thông số khác của pin trong thời gian thực để cung cấp thông tin và bảo vệ pin.

Nguyên tắc làm việc của pin

Xây dựng pin: điện cực, chất điện phân và thiết bị tách.
Image 1

1. Điện cực: Các điện cực trong pin được chia thành một điện cực dương và âm.Điện cực dương là nơi phản ứng oxy hóa diễn ra trong pin và điện cực âm là nơi diễn ra phản ứng giảm trong pin.Các điện cực dương và âm được tạo thành từ các vật liệu dẫn điện, thường là kim loại, carbon hoặc hợp chất được sử dụng.Sự khác biệt về tiềm năng giữa các điện cực dương và âm tạo ra điện áp của pin pin.

2. Chất điện giải: Chất điện phân là môi trường giữa các điện cực cho phép các ion đi qua giữa các điện cực và duy trì cân bằng điện tích.Các chất điện phân có thể ở dạng lỏng, rắn hoặc gel, tùy thuộc vào loại tế bào.Trong một tế bào lỏng, chất điện phân thường là một hợp chất ion hòa tan trong dung dịch.

3. Cơ hoành: Cơ hoành là một rào cản vật lý giữa các điện cực dương và âm, ngăn chặn dòng điện tử trực tiếp nhưng cho phép các ion đi qua.Chức năng của cơ hoành là ngăn chặn sự ngắn mạch của các điện cực dương và âm trong khi cho phép các ion di chuyển tự do qua chất điện phân và duy trì sự cân bằng điện tích của tế bào.Cơ hoành thường được làm bằng vật liệu polymer hoặc vật liệu gốm.

Các thành phần này hoạt động cùng nhau để tạo thành cấu trúc của pin pin.

Quy trình sạc và xả trong pin: Phản ứng hóa học và dòng chảy hiện tại.

1. Quá trình xuất viện: Khi pin được thải ra, năng lượng hóa học được chuyển đổi thành năng lượng điện.Trong quá trình phóng điện, một phản ứng oxy hóa diễn ra tại thiết bị đầu cuối dương tính và phản ứng giảm tại thiết bị đầu cuối âm.Các phản ứng hóa học tạo ra các electron và ion.Điện cực dương giải phóng các electron, chảy qua một mạch bên ngoài để tạo ra một dòng điện.Điện cực âm nhận các electron, kết hợp với các ion để tạo thành các hợp chất.Đồng thời, các ion di chuyển qua chất điện phân, duy trì số dư sạc của pin.

2.Quá trình sạc: Trong quá trình sạc pin, năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng hóa học để lưu trữ năng lượng.Trong quá trình sạc, một nguồn năng lượng bên ngoài áp dụng điện áp chuyển tiếp, khiến dòng điện đi qua pin.Điện áp dương đảo ngược pin và đảo ngược phản ứng hóa học giữa các điện cực dương và âm.Điện cực dương chấp nhận các electron và điện cực âm giải phóng chúng.Phản ứng hóa học lưu trữ năng lượng điện làm năng lượng tiềm năng hóa học, khôi phục pin về trạng thái ban đầu.Các ion di chuyển qua chất điện phân để duy trì cân bằng điện tích.

Image 2
Điện áp pin, công suất và mật độ năng lượng.

Vôn:
Điện áp là thước đo cường độ của sản lượng điện của pin.Nó thường được thể hiện bằng volt.Điện áp pin pin phổ biến như sau:

Pin lithium-ion (Li-ion): Nói chung là 3,6 volt đến 3,7 volt.Điều đặc biệt hơn là pin Lifepo4 (Lithium Iron Phosphate) là 3,2 volt.(Điện áp tế bào đơn)
Pin niken-cadmium (NICD): 1,2 volt (điện áp đơn bào).
NIckel-kim loại hydride (NIMH): 1,2 volt (điện áp đơn bào).
Pin axit chì (axit chì): 2 volt đến 2,2 volt (điện áp tế bào đơn).Pin axit chì thường được sử dụng trong khởi động ô tô, hệ thống lưu trữ năng lượng và các trường khác.
Pin kẽm-kiềm (kẽm-carbon): 1,5 volt (điện áp đơn bào).Loại pin này thường được tìm thấy trong pin kiềm sử dụng một lần như pin AA và AAA.

Trên đây là điện áp của các pin khác nhau và chúng ta cũng có thể tăng điện áp bằng cách kết nối chúng theo chuỗi.Ví dụ như sau:

Ba pin lithium-ion 3,7V được kết nối nối tiếp để có được gói pin lithium-ion 11,1V (nghĩa là, cái mà chúng ta thường gọi là bộ pin lithium-ion 12V);
Ba pin axit chì 2V được kết nối theo chuỗi để có được một bộ pin axit dẫn 6V;
Bốn pin phosphate sắt lithium 3,2V được kết nối nối tiếp để có được một bộ pin phosphate sắt lithium 12,8V (nghĩa là chúng ta thường gọi là bộ pin Iron phosphate 12v)

Dung tích:
Khi nói về dung lượng pin, nó thường được thể hiện bằng cách sử dụng đơn vị của ampe-giờ (AH) hoặc milliampere-giờ (MAH).Dung lượng pin là lượng điện tích mà pin có thể lưu trữ và cũng có thể được hiểu là sản phẩm của dòng điện và thời gian mà pin có thể cung cấp.Dưới đây là một số ví dụ và cách chúng được mô tả:

Pin 2000 MAH: Điều này có nghĩa là pin có dung lượng 2000 mAh.Nếu thiết bị rút dòng điện trung bình 200 miliamps (Ma) mỗi giờ, thì pin này về mặt lý thuyết có thể cung cấp năng lượng trong 10 giờ (2000mah / 200ma = 10 giờ).
Pin 5Ah: Điều này có nghĩa là pin có dung tích 5 amp.Nếu thiết bị tiêu thụ dòng điện trung bình là 1 amp (a) mỗi giờ, thì pin này có thể năng lượng về mặt lý thuyết trong 5 giờ (5Ah / 1A = 5 giờ).

Gói pin có thể được kết nối song song để tăng công suất tăng, ví dụ:
2 Pin Li-ion là 12V-100Ah có thể được kết nối song song để có được gói pin Li-ion là 12V-200Ah.
2 pin LifePO4 là 3,2V-10Ah có thể được kết nối song song để có được bộ pin LifePO4 là 3,2V-20Ah.

Bộ sạc pin 1000mAh: Đây là bộ sạc có thể sạc pin với tốc độ 1000 miliamps (Ma) mỗi giờ.Nếu bạn có pin 2000mAh, việc sạc nó bằng bộ sạc này về mặt lý thuyết sẽ mất 2 giờ (2000mah / 1000mA = 2 giờ) để sạc đầy đủ.

Trong thực tế, thời gian sử dụng pin được tính toán theo lý thuyết có thể lệch do hao mòn pin và các yếu tố khác.

Mật độ năng lượng:
Mật độ năng lượng là thước đo hiệu quả của năng lượng được lưu trữ trong pin.Nó chỉ ra lượng năng lượng có thể được lưu trữ trên một đơn vị thể tích hoặc trọng lượng đơn vị của pin.Các đơn vị phổ biến của mật độ năng lượng là watt-giờ mỗi kg (wh/kg) hoặc watt-giờ mỗi lít (wh/l).

Pin lithium-ion: Pin lithium-ion có mật độ năng lượng cao, thường dao động từ 150 đến 250 wh/kg.
Pin NIMH: Pin NIMH có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin lithium-ion.Chúng thường nằm trong khoảng từ 60 đến 120 wh/kg.
Pin axit chì: pin axit chì có mật độ năng lượng tương đối thấp so với pin lithium-ion.Chúng thường nằm trong khoảng từ 30 đến 50 wh/kg.
Pin kẽm-carbon: Pin kẽm-carbon có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin lithium-ion.Chúng thường nằm trong khoảng từ 25 đến 40 wh/kg.

Khắc phục sự cố pin phổ biến

Khuyến nghị lưu trữ pin

Lưu trữ pin thích hợp là điều cần thiết để duy trì sức khỏe pin và kéo dài tuổi thọ của nó.Dưới đây là một số khuyến nghị để lưu trữ pin:

Nhiệt độ: Lưu trữ pin ở nơi khô, mát với nhiệt độ từ 15 ° C đến 25 ° C (59 ° F và 77 ° F).Nhiệt độ cao có thể đẩy nhanh tốc độ tự xả và rút ngắn thời hạn sử dụng của pin.Tránh để lộ pin với nhiệt độ cực cao hoặc lạnh.

Tránh độ ẩm: Độ ẩm có thể làm hỏng pin, dẫn đến ăn mòn hoặc rò rỉ.Giữ pin ra khỏi môi trường ẩm ướt, chẳng hạn như tầng hầm hoặc phòng tắm.Đảm bảo khu vực lưu trữ khô và thông thoáng.

Mức phí: Trước khi lưu trữ pin trong một thời gian dài, tốt nhất là đảm bảo chúng được sạc một phần.Hầu hết các nhà sản xuất đề xuất mức phí khoảng 40% đến 60% cho việc lưu trữ dài hạn.Phạm vi này giúp ngăn ngừa các điều kiện xả thải quá mức hoặc quá tải trong quá trình lưu trữ.

Loại pin: Các hóa chất pin khác nhau có yêu cầu lưu trữ cụ thể.Dưới đây là một số hướng dẫn cho các loại phổ biến:

Một. Pin kiềm: Pin kiềm có thời hạn sử dụng dài và có thể được lưu trữ trong vài năm.Chúng không thể sạc lại và không nên tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt.

b. Pin lithium-ion: Pin Li-ion thường điện tử di động.Nếu bạn có kế hoạch lưu trữ chúng trong một thời gian dài, hãy nhắm đến mức phí từ 40% đến 60%.Tránh lưu trữ pin Li-ion ở mức sạc đầy hoặc được xả hoàn toàn.

c. Pin axit chì: Chúng thường được sử dụng trong các phương tiện và hệ thống điện dự phòng.Để lưu trữ lâu dài, hãy giữ pin axit-chì được sạc đầy.Thường xuyên kiểm tra mức điện phân và nạp vào với nước cất nếu cần.

d. Pin dựa trên niken (NIMH và NICD): Pin NIMH và NICD nên được lưu trữ ở mức sạc một phần (khoảng 40%).Nếu chúng được xả hoàn toàn trước khi lưu trữ, chúng có thể phát triển trầm cảm điện áp, giảm công suất tổng thể của chúng.

SLưu trữ Eparate: Lưu trữ pin theo cách ngăn chặn sự tiếp xúc giữa các thiết bị đầu cuối của chúng.Nếu các thiết bị đầu cuối tích cực và tiêu cực chạm vào nhau hoặc tiếp xúc với các vật liệu dẫn điện, nó có thể gây ra sự phóng điện và thiệt hại tiềm tàng.

Bao bì gốc: Bao bì gốc được thiết kế để bảo vệ pin khỏi độ ẩm, bụi và các chất gây ô nhiễm khác.

Kiểm tra thường xuyên: Kiểm tra định kỳ pin được lưu trữ cho bất kỳ dấu hiệu rò rỉ, ăn mòn hoặc hư hỏng.Nếu bạn nhận thấy bất kỳ vấn đề nào, hãy xử lý chúng một cách cẩn thận và xử lý chúng đúng cách.

Tác động môi trường.

Tái chế pin: Pin chứa các hóa chất và kim loại khác nhau có thể gây hại cho môi trường nếu không được xử lý đúng cách.Pin tái chế giúp phục hồi các vật liệu có giá trị như lithium, coban và niken, và ngăn chặn sự giải phóng các chất độc hại.Nhiều cộng đồng có các chương trình tái chế pin hoặc địa điểm thả xuống.Kiểm tra với chính quyền địa phương hoặc trung tâm tái chế để tìm các tùy chọn xử lý thích hợp trong khu vực của bạn.

Các chất nguy hiểm: Một số pin, chẳng hạn như pin axit chì được sử dụng trong xe, có chứa các chất nguy hiểm như chì và axit sunfuric.Việc xử lý không đúng cách các pin này có thể làm ô nhiễm các nguồn đất và nước, gây nguy cơ cho sức khỏe con người và môi trường.Khi mọi người nhận thức rõ hơn về bảo vệ môi trường, ngày càng có nhiều người sử dụng pin lithium-ion thân thiện với môi trường hơn, đặc biệt là pin LifePO4.

Tiêu thụ năng lượng: Sản xuất pin đòi hỏi năng lượng và tác động môi trường khác nhau tùy thuộc vào loại pin.Ví dụ, việc sản xuất pin lithium-ion được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử và xe điện liên quan đến việc khai thác và xử lý khoáng sản.Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa việc sử dụng pin có thể giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể.

Khí thải carbon: Dấu chân carbon liên quan đến sản xuất và xử lý pin có thể góp phần phát thải khí nhà kính và biến đổi khí hậu.Tăng áp dụng các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất và tái chế pin có thể giúp giảm thiểu tác động môi trường.