Pin là một bộ phận không thể thiếu của xe máy điện, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho xe vận hành. Hiện nay, trên thị trường có ba loại pin phổ biến được sử dụng cho xe máy điện, bao gồm lithium-ion, lithium sắt phosphate (LFP) và axit chì. Mỗi loại pin đều có những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các phân khúc và mục đích sử dụng khác nhau.
**Lithium-ion: Sự lựa chọn phổ biến**
Lithium-ion là loại pin đã khẳng định được vị thế của mình trên toàn cầu. Sony là công ty tiên phong thương mại hóa loại pin này vào năm 1991. Ngày nay, lithium-ion được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử, bao gồm cả xe máy và ô tô điện.
Sở dĩ lithium-ion được ưa chuộng là nhờ mật độ năng lượng cao, cho phép nhà sản xuất tạo ra những khối pin nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho xe hoạt động. Bên cạnh đó, pin lithium-ion còn có ưu điểm sạc nhanh và khả năng xả điện lớn, giúp xe có hiệu suất chuyển đổi điện năng cao và ít thất thoát năng lượng dưới dạng nhiệt.
Một ưu điểm khác của pin lithium-ion là tính linh hoạt trong thiết kế. Nhà sản xuất có thể tạo ra các khối pin với nhiều hình dạng khác nhau để phù hợp với từng loại xe và nhu cầu sử dụng. Nhờ được ứng dụng rộng rãi, chi phí sản xuất pin lithium-ion cũng được tối ưu hóa, trở nên phải chăng hơn.
Tuy nhiên, pin lithium-ion cũng tồn tại một số nhược điểm khi sử dụng trên xe máy điện. Hiệu suất của pin giảm đáng kể ở vùng khí hậu lạnh, thậm chí có thể dẫn đến tình trạng không thể sạc hoặc tụt điện áp. Tuổi thọ pin cũng giảm nhanh theo thời gian, thường chỉ còn 2-3 năm đối với người sử dụng xe hàng ngày. Khi pin xuống cấp, dung lượng sẽ giảm, hoạt động nóng hơn và thời gian sạc kéo dài hơn. Ngoài ra, pin lithium-ion đã qua sử dụng rất khó tái chế và có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng cách. Đặc biệt, pin lithium-ion khi cháy có thể lan rất nhanh, khó kiểm soát và dập tắt bằng nước, đồng thời thải ra nhiều khí độc.
Mặc dù còn tồn tại một số nhược điểm, lithium-ion vẫn là lựa chọn hàng đầu của nhiều hãng xe máy điện nhờ hiệu suất vượt trội. Tại Việt Nam, các mẫu xe máy điện của Dat Bike, Honda (CUV e: và ICON e:), Yamaha Neo’s, Yadea Voltguard và Yadea Velax đều sử dụng pin lithium-ion.
**Lithium Ferrous Phosphate (LFP): Phiên bản cải tiến**
Pin LFP có cấu tạo tương tự như pin lithium-ion, nhưng được xem là một “phiên bản cải tiến”. Thay vì sử dụng các vật liệu như cobalt, nickel, mangan hoặc cobalt oxide ở cực dương, pin LFP sử dụng sắt phosphate. Sự thay đổi này giúp pin LFP ổn định hóa học và điện áp hơn, đồng thời tăng độ bền cơ học.
Khi sử dụng trên xe máy điện, pin LFP có ưu điểm vượt trội so với pin lithium-ion về khả năng giảm nguy cơ cháy nổ, ít bị chai pin và giữ độ ổn định điện áp cao ngay cả khi pin yếu hoặc đã trải qua nhiều chu kỳ sạc xả. Bên cạnh đó, việc sử dụng sắt phosphate làm vật liệu cực dương giúp pin LFP không sinh ra oxy và không hỗ trợ phản ứng cháy như pin lithium-ion. Sắt và phosphate cũng là những nguyên liệu có giá thành thấp, không độc hại và không bị kiểm soát khai thác gắt gao như cobalt hay nickel, giúp giảm chi phí sản xuất pin LFP.
Tuy nhiên, pin LFP cũng có nhược điểm là mật độ năng lượng thấp hơn so với lithium-ion nếu tính cùng khối lượng. Điều này có nghĩa là xe máy điện sử dụng pin LFP sẽ cần khối pin lớn và nặng hơn để đạt được quãng đường di chuyển tương đương. Ngoài ra, hiệu suất của pin LFP cũng giảm mạnh khi nhiệt độ thấp, tương tự như pin lithium-ion.
Tại Việt Nam, VinFast là hãng xe máy điện chủ yếu sử dụng pin LFP cho các dòng xe của mình.
**Axit chì: Giải pháp cho thời tiết lạnh**
Nếu nhiệt độ thấp là “điểm yếu” của pin lithium-ion và LFP, thì axit chì lại là loại pin thể hiện ưu điểm ở điều kiện này. Ưu điểm lớn nhất của pin axit chì là khả năng hoạt động và sạc tốt trong thời tiết lạnh. Loại pin này tạo ra năng lượng thông qua phản ứng hóa học giữa chì và axit sulfuric, ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đóng băng chất điện phân như pin lithium-ion.
Ngoài ra, pin axit chì cũng ít có nguy cơ cháy nổ như pin lithium-ion khi bị va đập mạnh, rơi hoặc thủng. Nếu xe máy điện gặp tai nạn, pin axit chì chỉ bị tràn axit. Chi phí sản xuất pin axit chì cũng rất thấp, và phần lớn vật liệu của pin (chì, vỏ nhựa) có thể tái chế dễ dàng, thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên, pin axit chì có mật độ năng lượng thấp, khiến xe máy điện sử dụng loại pin này thường chỉ đi được quãng đường ngắn. Tuổi thọ của pin cũng thấp, dễ bị chai, và nếu để cạn pin quá lâu sẽ làm giảm tuổi thọ nhanh chóng. Hiệu suất của pin axit chì cũng thấp hơn so với pin lithium-ion và LFP, gây thất thoát năng lượng dưới dạng nhiệt nhiều hơn. Mặc dù dễ tái chế, axit trong pin có thể gây ô nhiễm đất và nước nếu bị rò rỉ hoặc vứt bỏ không đúng quy trình.
Để khắc phục nhược điểm, một số pin axit chì được bổ sung công nghệ graphene, giúp tăng hiệu suất, tuổi thọ và giảm trọng lượng pin. Công nghệ graphene sử dụng graphene để phủ lên các điện cực, mang lại khả năng dẫn điện mạnh mẽ, chịu nhiệt tốt và hạn chế tổn hao năng lượng, hỗ trợ sạc nhanh, xả dòng điện cao, giảm thiểu ăn mòn và kéo dài tuổi thọ điện cực. Graphene là một loại vật liệu được tạo thành bằng cách liên kết các nguyên tử carbon theo cấu trúc vòng lục giác, với độ dày chỉ bằng một nguyên tử carbon.
Tại Việt Nam, pin axit chì chủ yếu được sử dụng trên các dòng xe máy điện giá rẻ, như các dòng xe không chính hãng từ Trung Quốc bán tại các cửa hàng nhỏ lẻ. VinFast cũng có các dòng xe giá rẻ sử dụng pin axit chì như Feliz và Klara A2. Trong khi đó, Yadea sử dụng pin axit chì công nghệ graphene trên nhiều dòng xe của hãng.
Tóm lại, mỗi loại pin đều có những ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn loại pin nào phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng, điều kiện kinh tế và các yếu tố khác của người tiêu dùng.
Admin
Nguồn: VnExpress
