Pin Lithium LFP giải pháp năng lượng hiệu quả cho AGV trong nhà máy
1.Pin LFP là gì ?
Tuỳ vào thành phần cấu tạo, pin lithium-ion được chia thành 4 loại chính, gồm NMC (Nickel Manganese Cobalt), NCA (Nickel-Cobalt-Aluminum Oxide), LMO (Lithium Manganese Cobalt Oxide) và LFP (Lithium Ferrous Phosphate), trong đó pin LFP là loại duy nhất không sử dụng các kim loại hiếm như niken, mangan, coban…
– Pin LFP là dòng pin Lithium Ferrous Phosphate – Lithium sắt phốt phát – hay còn gọi là pin LiFePO4
– Có cấu tạo tích trữ năng lượng kiểu mới. Đây là loại pin có dòng xả ổn định ngay cả khi dung lượng pin dưới 50%.
– Giúp xe hoặc thiết bị di chuyển không bị giảm tốc độ dù trong tình trạng yếu năng lượng.
– Cấu tạo pin LFP không chứa Coban – thành phần đắt tiền và quý hiếm.
2. Cấu Tạo của Pin Lithium Ferrous Phosphate
Pin Lithium Iron Phosphate có một cấu trúc vừa phức tạp lại vừa đơn giản cùng một lúc. Dưới đây là mô tả tổng quan về cấu tạo của pin:
– Anode (Cực âm): Anode của pin thường được làm từ graphite (than chì) hoặc các vật liệu carbon khác. Đây là nơi ion lithium sẽ nhập vào và rời khỏi mạng tinh thể trong quá trình xả và sạc.
– Cathode (Cực dương): Cathode của pin LFP được làm từ chất LiFePO4, nơi mà ion lithium sẽ chuyển từ anode sang và từ đó, thực hiện quá trình xả điện.
– Electrolyte (Dung dịch điện ly): Electrolyte là chất dẫn điện giữa cực âm và cực dương. Nó cung cấp môi trường cho ion lithium di chuyển giữa hai cực trong quá trình xả và sạc. Electrolyte thường chứa dung môi hữu cơ và các chất phụ gia để cải thiện hiệu suất.
– Separator (Bộ lọc): Separator là lớp vật liệu cách điện giữa cực âm và cực dương để ngăn chúng tiếp xúc trực tiếp và tạo ra nguy cơ short circuit. Đồng thời, separator cho phép ion lithium di chuyển qua lại.
– Container (Bộ chứa): Container là bao bọc bên ngoài giữ chặt các thành phần của pin và đồng thời ngăn chúng tiếp xúc với môi trường bên ngoài.
3. Ưu điểm cảu Pin Lithium và ắc quy axit chì truyền thống
– Trước hết, pin LFP này có khả năng giữ điện cao, tuổi thọ lên tới hơn 3.000 lần sạc/xả vẫn còn dung lượng tới 80% (đối với ắc quy axit chì là 300 – 400 lần, pin Lithium-ion là 1.000 lần).
– Khi không sử dụng, tỷ lệ hao hụt của ắc quy chì là khoảng 30%
– Đối với pin LFP mức độ hao hụt như sau:
* % Pin tự hao hụt sau 1 ngày (trong điều kiện sử dụng thông thường, bật công tắc BMS): <1.5%/ngày
* % Pin tự hao hụt sau 1 tháng (trong điều kiện không sử dụng, tắt công tắc BMS): <4%/tháng
– Đặc biệt : Pin LFP có hiệu suất cao, cho phép cải thiện quãng đường di chuyển cao gần gấp đôi so với pin Lithium-ion.
Đây cũng là loại pin có khả năng chống lại mọi tác động vật lý, biến dạng và có thể sử dụng sạc công suất lớn mà không sản sinh nhiệt gây cháy nổ.
4. Ưu điểm của pin LFP so với các loại pin khác
– Tuổi thọ dài hơn:So với pin Lithium-ion và pin Lithium-ion Polymer, tuổi thọ pin LiFePo4 dài hơn. Pin LiFePO4 đủ tiêu chuẩn sẽ cho phép xả sâu tới 80% với chu kỳ sạc/xả khoảng 3000 lần.
– An toàn và ổn định:Pin LiFePO4 có một ưu điểm chính so với các loại pin Lithium-ion khác là tính ổn định nhiệt và hóa học vượt trội, điều này mang đến đặc tính an toàn tốt hơn.
– Công suất đầu ra không đổi: Không giống như các loại pin Lithium-ion khác, pin LiFePO4 có điện áp xả rất ổn định. Điện áp duy trì ở mức 3,2 V trong quá trình phóng điện cho đến khi pin cạn kiệt. Điều này cho phép pin cung cấp gần như toàn bộ năng lượng cho đến khi nó phải sạc lại.
– Sạc nhanh và tỷ lệ tự xả thấp: Pin LiFePO4 được sạc đầy chỉ trong hai giờ hoặc đôi khi còn ít hơn. Tỷ lệ tự xả chỉ khoảng 2% mỗi tháng, so với ắc quy axit chì là 30%.
– Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ: Pin LiFePO4 có kích thước nhỏ gọn nhưng mật độ năng lượng cao, cung cấp nguồn điện ổn định, giúp tiết kiệm năng lượng và đem đến hiệu quả cao cho người sử dụng. Ngoài ra, pin LiFePO4 còn có thể chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, cụ thể chúng vẫn mát khi ở nhiệt độ cao và không phát nổ khi quá nóng hoặc quá tải.
– Thân thiện với môi trường: Pin LiFePO4 không chứa các kim loại có hại nên không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, việc sử dụng LiFePO4 cũng làm giảm chi phí, ít tốn kém hơn so với các loại pin lithium-ion và Lithium polymer khác.
5. Pin LFP là giài pháp năng lượng hiệu quả cho AGV trong nhà máy:
Pin LFP sử dụng cho các thiết bị xe nâng điện, xe tự hành (AGV,ARM) mang lại nhiều ưu điểm vượt trội:
+ Tốc độ xả cao là yếu tố quan trọng khiến cho loại pin này trở nên lý tưởng cho xe chạy điện. Điều này cho phép phương tiện tăng tốc nhanh chóng và đạt được hiệu suất vận hành cao, cung cấp trải nghiệm lái xe mạnh mẽ và linh hoạt. Tốc độ xả nhanh cũng giúp đáp ứng tốt khi có yêu cầu đột ngột tăng tốc và giảm tốn năng lượng trong quá trình di chuyển.
+ Trọng lượng nhẹ của pin LFP cũng là một yếu tố quyết định. Pin nhẹ giúp giảm trọng lượng tổng cộng của phương tiện, từ đó cải thiện hiệu suất, khoảng cách di chuyển, và khả năng quản lý năng lượng. Đồng thời, trọng lượng nhẹ cũng giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và tăng tính tiết kiệm hơn, điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường xe chạy điện.
+ Khả năng tuổi thọ dài của pin LFP là một điểm mạnh lớn. Với số lần sạc và xả lớn mà các xe chạy điện yêu cầu, khả năng giữ vững chất lượng và hiệu suất của pin trong thời gian dài là quan trọng. Pin LFP vững tuổi thọ cao, làm cho chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho người sử dụng đòi hỏi sự ổn định và bền bỉ trong các chuyến đi dài.
