Cuộc sống của chúng ta ngày càng tràn ngập các thiết bị chạy bằng pin, hầu hết hiện nay đều sử dụng pin lithium-ion, bao gồm cả điện thoại di động, máy tính xách tay,… và XE ĐIỆN. Nhiều người trong chúng ta đã từng trải nghiệm qua một số mức độ suy giảm pin, ít nhất là trong điện thoại thông minh. Nhưng với ô tô điện thì điều này đắt hơn một chút và việc mất công suất hoặc khả năng sạc pin có thể có tác động đáng chú ý đến hành vi lái xe của bạn. Hãy tưởng tượng bình xăng của chiếc xe chạy bằng xăng của bạn bị co lại theo thời gian!
Vậy, các khách hàng EV phải làm gì? Nghiên cứu của Đại học Michigan về cách người tiêu dùng có thể kéo dài tuổi thọ pin lithium-ion (trong xe hơi, điện thoại và hơn thế nữa) gần đây đã được công bố trên Tạp chí Lưu trữ Năng lượng (Journal of Energy Storage), và có một vài lời khuyên. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Responsible Battery Coalition, một hiệp hội của các công ty (bao gồm Ford và Honda), các học giả và các tổ chức cam kết quản lý pin có trách nhiệm ngay bây giờ và trong tương lai để giảm thiểu tác động của lối sống ngày càng chạy bằng pin của chúng ta trên hành tinh. Ngoài nghiên cứu hàn lâm về cách làm cho pin bền hơn, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các khuyến nghị sử dụng và sạc pin trong hướng dẫn sử dụng của các nhà sản xuất bao gồm BMW, Chevrolet, Ford, Fiat, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Nissan, và Tesla.
Dưới đây là danh sách về cách kéo dài tuổi thọ pin, cũng như thông tin cơ bản về khoa học đằng sau các thiết bị lưu trữ năng lượng này.
6 cách kéo dài tuổi thọ pin EV
1. Giảm thiểu tiếp xúc với nhiệt độ cao, lưu trữ và sử dụng: hãy đỗ chiếc EV (Xe điện) của bạn trong bóng mát bất cứ khi nào có thể hoặc cắm sạc để hệ thống quản lý nhiệt của pin có thể hoạt động bằng cách sử dụng điện lưới.
2. Giảm thiểu tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Ở đây một lần nữa, mối nguy hiểm chủ yếu là đỗ xe khi rút phích cắm ở nhiệt độ cực thấp. Nếu bạn có thể cắm sạc vào, hệ thống quản lý nhiệt của pin có thể giữ cho pin tốt hơn. Một số EV tự động chạy hệ thống quản lý nhiệt thậm chí khi không được cắm điện, cho đến khi công suất giảm xuống 15%, và sau đó mọi thứ sẽ trở nên tồi tệ.
3. Giảm thiểu thời gian sử dụng ở mức 100% trạng thái sạc đầy. Hãy cố gắng không cắm điện suốt đêm mỗi đêm. Nếu việc di chuyển hàng ngày của bạn tiêu thụ 30% pin, sử dụng mức trung bình 30% (như từ 70 đến 40 phần trăm) sẽ tốt hơn cho pin so với việc luôn sử dụng 30% từ mức 100%. Bộ sạc thông minh sẽ sớm được tích hợp với lịch trình của bạn để dự đoán nhu cầu lái xe hàng ngày và sạc phù hợp.
4. Giảm thiểu thời gian sử dụng ở mức 0% trạng thái sạc. Hệ thống quản lý pin thường tắt EV trước khi đạt 0%. Mối nguy hiểm lớn hơn là khiến một chiếc xe không được cắm sạc từ rất lâu đến nỗi nó tự xả về 0 và ở thạng thái đó trong một thời gian dài.
5. Tránh sử dụng sạc nhanh. Các nhà sản xuất ô tô biết rằng một trong những chìa khóa để áp dụng EV hàng loạt là khả năng sạc nhanh như đổ đầy bình xăng, vì vậy họ rất rụt rè về việc cảnh báo đối với sạc DC điện áp cao. Và thực sự cũng tốt cho việc sạc lại trong những chuyến đi dài không thường xuyên. Đừng biến việc sạc nhanh thành thói quen của bạn.
6. Tránh xả pin nhanh hơn mức cần thiết. Thật khó khăn để chống lại những lần ra mắt của Ludicrous Tesla (hệ thống truyền lực giúp tăng 10% khả năng tăng tốc), và chúng tương đối vô hại khi thỉnh thoảng được thưởng thức chiếc xe của bạn với bản chuyển đổi EV tiềm năng. Chỉ cần biết rằng mỗi lần thực hiện điều đó thì nó sẽ đẩy nhanh sự sụp đổ của pin xe của bạn.
Tìm cách để kéo dài tuổi thọ pin điện thoại/Laptop của bạn?
7. Tránh sử dụng hoặc bảo quản trong môi trường độ ẩm cao. Pin phải được niêm phong kín, nhưng nếu vỏ pin bị tổn hại độ ẩm có thể gây ra ngắn mạch bên ngoài hoặc gây ra phản ứng phụ và các chế độ hư hỏng khác.
8. Tránh thiệt hại cơ học. Bất cứ thứ gì làm đoản mạch pin sẽ khiến pin không hoạt động và dẫn đến rủi ro an toàn.
9. Làm theo hướng dẫn chuẩn hóa của nhà sản xuất. Những thứ này thường liên quan đến việc xả hoàn toàn ban đầu để hiệu chỉnh chính xác đồng hồ đo mức năng lượng pin.
Pin Lithium-Ion hoạt động như thế nào
Đúng như tên gọi, các ion tích điện dương của nguyên tố lithium thực hiện công việc trong các pin này.
Trong quá trình sạc: Li + được tách khỏi LixC6 của cực dương và đi đến chất điện phân, sau đó di chuyển đến điện cực âm dưới tác động của điện trường ngoài được gắn bởi bộ sạc (các electron hút), tuần tự đi vào điện cực âm gồm than chì hoặc than cốc C và tạo thành hợp chất LiC ở điện cực âm.
Quá trính xả pin, tiêu thụ điện: Các electron và ion Li + hoạt động cùng một lúc trong quá trình phóng điện. Hướng là như nhau nhưng con đường là khác nhau. Các electron chạy từ cực âm sang cực dương thông qua mạch ngoài. Các ion Li + đi đến chất điện phân từ cực âm và đi qua thiết bị phân tách đến cực dương, sau đó kết hợp với các electron.
Các loại lão hóa và xuống cấp pin
Nghiên cứu về pin của Đại học Michigan đã xem xét cả lão hóa theo thời gian và lão hóa theo chu kỳ khi sử dụng. Nó cũng tập trung vào hai dạng suy giảm pin chính: giảm dần dung tích (trong đó thời gian lưu trữ năng lượng có thể giảm xuống) và giảm dần năng lượng (khi điện trở trong của pin tăng lên, giảm tốc độ mà năng lượng có thể được đưa vào hoặc lấy ra khỏi pin). Dung tích giảm dần ảnh hưởng đến phạm vi và mức tiêu thụ năng lượng của xe điện; năng lượng giảm dần ảnh hưởng đến hiệu suất lái xe – gia tốc, khả năng leo dốc và tốc độ mà nó có thể được sạc lại bằng cách sử dụng phanh hoặc bộ sạc.
Điều gì thực sự làm suy giảm pin
Hao tổn dự trữ lithium (LLI) xảy ra khi các phản ứng khác nhau đưa các ion lithium ra khỏi sự tuần hoàn. Các chu kỳ sạc đầu tiên của tuổi thọ của pin mới luôn làm cạn kiệt khoảng 10 phần trăm lượng lithium có sẵn khi nó được mạ lên cực dương dưới dạng lớp “chất điện phân rắn” (SEI) bảo vệ. Hao tổn vật liệu hoạt động (LAM) thường xảy ra khi các điện cực xuống cấp, cung cấp ít vị trí hơn cho các ion lithium để gắn vào. Suy giảm dung tích sẽ chỉ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ điều nào ở trên là tồi tệ hơn, nhưng ảnh hưởng của cả hai điều này sẽ là phụ gia trong việc gây ra sự mất dần năng lượng. Ứng suất cơ xảy ra khi “lithiation” (Phản ứng (hóa học) với lithium) và “phân cực” của các điện cực làm cho thể tích của chúng thay đổi tới +/- 10%. Sự phồng lên và co lại này có thể gây ra “tróc mảng” và làm nứt SEI, có thể lấy thêm lithium ra khỏi sự tuần hoàn khi nó tái tạo lại.
6 điều mà pin ghét nhất
1. Nhiệt độ cao có thể làm suy giảm các vật liệu liên kết các vật liệu carbon hoặc oxit kim loại với các điện cực, làm tan chảy thiết bị phân tách, làm cho kim loại catốt bị hòa tan, hòa tan lớp SEI, gây mất oxy từ oxit kim loại của catốt và / hoặc gây ra chất điện phân để phân hủy.
2. Nhiệt độ thấp. Chủ yếu làm chậm tốc độ các ion khuếch tán qua dải phân cách.
3. Trạng thái tích điện cao – Trạng thái sạc đầy 100% thường xuyên. Có thể ăn mòn bộ thu dòng nhôm ở cực âm, phân hủy vật liệu kết dính, hòa tan lớp SEI, làm cho khí tạo thành ứng suất cơ học tăng và có thể phân hủy chất điện phân.
4. Trạng thái điện tích thấp – Trạng thái điện năng dưới mức khuyến nghị (thường là 15%) thường xuyên. Có thể ăn mòn bộ thu dòng đồng ở cực dương và hòa tan các kim loại chuyển tiếp.
5. Dòng sạc cao – Trạng thái sạc nhanh. Có thể làm chậm quá trình khuếch tán ion và có thể khuếch đại sự thay đổi thể tích và ứng suất cơ học gây ra trong quá trình sạc.
6. Dòng xả cao – Trạng thái xả nhanh (sử dụng quá nhiều thiết bị, tăng tốc nhanh). Khuếch đại thay đổi thể tích và ứng suất cơ học mà chúng gây ra trong quá trình xả.
