Hiện nay, pin lithium ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị kỹ thuật số như máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số và máy quay phim kỹ thuật số. Ngoài ra, chúng cũng có triển vọng rộng lớn trong ô tô, trạm gốc di động và trạm lưu trữ năng lượng. Trong trường hợp này, việc sử dụng pin không còn xuất hiện riêng lẻ như trong điện thoại di động, mà chủ yếu dưới dạng các bộ pin mắc nối tiếp hoặc song song.
Dung lượng và tuổi thọ của bộ pin không chỉ liên quan đến từng viên pin riêng lẻ mà còn liên quan đến sự đồng nhất giữa các viên pin. Sự không đồng nhất sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của bộ pin. Sự đồng nhất của quá trình tự phóng điện là một yếu tố ảnh hưởng quan trọng. Pin có quá trình tự phóng điện không đồng nhất sẽ có sự chênh lệch lớn về trạng thái sạc (SOC) sau một thời gian lưu trữ, điều này sẽ ảnh hưởng lớn đến dung lượng và độ an toàn của pin.
Tại sao hiện tượng tự phóng điện lại xảy ra?
Khi pin không được bảo vệ, phản ứng trên không xảy ra, nhưng công suất vẫn sẽ giảm, chủ yếu là do hiện tượng tự phóng điện của pin. Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tự phóng điện là:
a. Sự rò rỉ electron bên trong do dẫn điện electron cục bộ của chất điện phân hoặc các sự cố ngắn mạch bên trong khác.
b. Rò rỉ điện bên ngoài do lớp cách điện kém của các mối hàn hoặc gioăng ắc quy hoặc điện trở không đủ giữa các lớp vỏ chì bên ngoài (dây dẫn bên ngoài, độ ẩm).
c. Các phản ứng giữa điện cực và chất điện phân, chẳng hạn như sự ăn mòn cực dương hoặc sự khử cực âm do chất điện phân và tạp chất.
d. Sự phân hủy một phần vật liệu hoạt tính của điện cực.
e. Sự thụ động hóa điện cực do các sản phẩm phân hủy (các chất không tan và khí hấp phụ).
f. Điện cực bị mòn cơ học hoặc điện trở giữa điện cực và bộ thu dòng điện trở nên lớn hơn.
Ảnh hưởng của việc tự phóng điện
Hiện tượng tự xả dẫn đến giảm dung lượng trong quá trình lưu trữ.Một số vấn đề điển hình do hiện tượng tự phóng điện quá mức gây ra:
1. Xe đã đỗ quá lâu và không thể khởi động được;
2. Trước khi đưa vào kho, điện áp và các thông số khác đều bình thường, nhưng khi vận chuyển lại phát hiện điện áp thấp hoặc thậm chí bằng không;
3. Vào mùa hè, nếu đặt thiết bị định vị GPS trên xe, thời lượng pin hoặc thời gian sử dụng sẽ rõ ràng là không đủ sau một thời gian, ngay cả khi pin đã được kiểm tra đầy đủ.
Hiện tượng tự phóng điện dẫn đến sự gia tăng chênh lệch trạng thái sạc (SOC) giữa các pin và làm giảm dung lượng của bộ pin.
Do hiện tượng tự phóng điện không đồng đều của pin, trạng thái sạc (SOC) của pin trong bộ pin sẽ khác nhau sau khi lưu trữ, và hiệu suất của pin sẽ giảm. Khách hàng thường gặp phải vấn đề suy giảm hiệu suất sau khi nhận được bộ pin đã được lưu trữ trong một thời gian. Khi sự chênh lệch SOC đạt khoảng 20%.Dung lượng của pin kết hợp chỉ đạt 60%~70%.
Làm thế nào để giải quyết vấn đề chênh lệch SOC lớn do tự phóng điện gây ra?
Nói một cách đơn giản, chúng ta chỉ cần cân bằng công suất pin và truyền năng lượng từ pin có điện áp cao sang pin có điện áp thấp. Hiện nay có hai phương pháp: cân bằng thụ động và cân bằng chủ động.
Phương pháp cân bằng thụ động là mắc song song một điện trở cân bằng với mỗi cell pin. Khi một cell đạt đến điện áp quá cao, pin vẫn có thể được sạc và sạc cho các pin có điện áp thấp khác. Hiệu suất của phương pháp cân bằng này không cao, và năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt. Việc cân bằng phải được thực hiện trong chế độ sạc, và dòng điện cân bằng thường từ 30mA đến 100mA.
Bộ cân bằng chủ độngNhìn chung, phương pháp này cân bằng pin bằng cách truyền năng lượng, chuyển năng lượng từ các cell có điện áp cao sang các cell có điện áp thấp. Phương pháp cân bằng này có hiệu suất cao và có thể cân bằng cả khi sạc và xả. Dòng điện cân bằng của nó lớn hơn hàng chục lần so với dòng điện cân bằng thụ động, thường nằm trong khoảng 1A-10A.
Thời gian đăng bài: 17/06/2023
