Pin nạp (ắc quy) Li-Ion: đặc điểm và cách sử dụng

Tôi mua một chiếc khoan và vặn vít, dùng pin nạp Li-Ion. Sau một đợt để lâu không dùng, nó hết điện. Cắm vào bộ nạp, nó làm hỏng luôn bộ nạp. Tìm mua bộ nạp, nhưng giá không kém giá của cả bộ gồm cả khoan và nó, mà người ta lại không nhập riêng bộ nạp. Chỗ sửa chữa cũng không nhận sửa. Mua một bộ nạp cùng điện áp của hãng khác nhưng cũng không nạp được vì các chân cắm vào khác nhau. Sau tìm hiểu trên Internet mới biết vấn đề không đơn giản. Pin nạp Li-Ion mặc dù có nhiều ưu điểm hơn các pin nạp đời cũ, nhưng dùng nó theo các nguyên tắc đã biết về các pin nạp loại cũ như ta vẫn nghĩ, lại làm hại nhiều hơn cho loại pin này. Qua tìm hiểu trên Internet, tôi thấy cần biết những điều cần lưu ý sau khi dùng nó.

Pin nạp Li-Ion hiện nay dùng rất phổ biến trong máy tính xách tay, điện thoại di động, máy ảnh, camera, dụng cụ điện như khoan, vặn vít.. và gần đây trong cả các ô tô chạy điện (nó có thể có dung lượng từ 20 đến 100kWh). Có thể nói không có nó thì công nghiệp chế các thiết bị dùng điện xách tay không hoạt động được. Loại pin này cũng được dùng để trữ điện cho các trạm phong điện và đang trong giai đoạn thử nghiệm dùng trong hàng không. Mỗi một chiếc pin đơn vị có điện áp 3,6V. Trên ô tô thể thao chạy điện Tesla Roadster, người ta dùng đến 6831 cục pin nhỏ đơn vị này.

Ưu điểm:

- Nó nhẹ và có dung lượng cao.  Lý do: Liti (tiếng Latinh: Lithium) là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm kim loại kiềm (ký hiệu Li) có hoạt tính cao nên nó có thể tích lũy nhiều năng lượng trong nguyên tử của mình. Một kilogram pin (ắc quy) loại này trung bình có sức chứa 150Wh, trong khi pin nạp loại NiMH trung bình chứa 60 đến 70 Wh, và ắc quy chì-axit chỉ có 25 Wh. Như vậy với cùng trọng lượng và thể tích, nó có dung lượng gấp đôi các ắc quy NiMH.

- Nó giữ điện khá tốt. Nó chỉ mất 5% dung lượng nạp sau một tháng, trong khi các pin nạp NiMH mất đến 20%.

- Pin nạp này không có hiệu ứng nhớ, nghĩa là bạn không phải dùng thật cạn hết điện trước khi nạp lại như một số loại pin khác.

- Nó có tuổi thọ khoảng 500 lần phóng-nạp, tương đương với thời gian 3 năm.  

Nhược điểm:

- Nó bắt đầu kém chất lượng ngay từ khi rời nhà máy. Nó chỉ dùng được tối đa hai hay ba năm kể từ ngày sản xuất, không phụ thuộc việc bạn có dùng nó hay không.

- Nó rất nhạy cảm với nhiệt độ cao, khi đó nó già nhanh rất nhiều so với bình thường.  Khi nhiệt độ bảo quản càng cao thì quá trình già đi của ắc quy càng nhanh. Ví dụ ở 40 độ C, ắc quy mất đi từ 15 đến 35% dung lượng, còn khi nhiệt độ lên tới 60 độ C, dung lượng giảm đi 40% trong vòng 3 tháng và 95% trong một năm.  Vì vậy không có gì lạ nếu pin (ắc quy) dùng trong máy tính xách tay (laptop) mà bạn lại cắm điện ở nhà và dùng điện, cứ để pin trong máy. Như vậy nó luôn được nạp đầy và chịu sưởi nóng khi máy tính làm việc, mà hệ thống thông gió không đủ. Sau một thời gian, khi mang đi làm việc, nó chỉ chạy được một thời gian rất ngắn vì pin đã bị già. Không để các loại ắc quy này trong xe ô tô (hay các thứ có dùng nó) vào các ngày hè nóng nực.

- Nếu bạn để nó cạn kiệt hết điện, thì nó hỏng ngay.

- Mỗi khối pin này phải có mạch điện tử điều khiển kèm theo, nên giá thành của nó cao.

- Có khả năng tự bốc cháy (dù xác suất thấp) nếu bị hỏng.


    Để kéo dài thời gian sử dụng của loại ắc quy này, nên theo các chỉ dẫn sau:

+ Khác với các pin nạp loại NiCd hay NiMH, nó cần được nạp thường xuyên và ngay lập tức sau khi dùng.

+ Nếu không dùng trong một thời gian dài, phải để nó phóng điện ra chừng 40% là tốt nhất vì ở mức này, nó ít bị giảm dung lượng nhất.

+ Pin nạp loại này có thể bị hỏng nếu bảo quản lâu sau khi phóng điện cạn kiệt lúc dùng. Do vậy bạn nên hạn chế dùng các chức năng trên điện thoại di động làm cạn kiệt pin.

+ Bảo quản ở nhiệt độ thấp, nhưng không để nó ra chỗ quá lạnh.

+ Với laptop, khi dùng điện cứ một hay hai tiếng nên rút dây điện để máy dùng điện ắc quy. Nhưng cũng không được dùng đến khi pin hết sạch điện, mà chỉ đến lúc nó còn khoảng 40%. Thỉnh thoảng, theo lý thuyết thì sau 30 chu kỳ phóng-nạp tức khoảng một tháng, ta cần cho nó phóng thật hết điện. Quá trình này có tên là chuẩn hóa (wzorowanie, kalibracja), nó làm trạng thái bên trong của mỗi cục pin nhỏ trở nên giống nhau, nhờ vậy nó lấy lại được phần dung lượng mất đi sau lần phóng kiệt điện trong lần nạp trước. Tuy nhiên, lại không được lạm dụng quá mức quá trình này vì nó lại gây ra tăng điện trở trong của pin, nên lại làm giảm dung lượng.

Chú ý: khi bị chập các điện cực, nó có thể bị nổ. Vì vậy, không nên thử mở các pin loại này vì bên trong, họ có dùng các tấm ngăn và nếu như các tấm này bị hư thì pin có thể tự bốc cháy và nổ. Các pin bị chập thì khi nạp, nó bị nóng lên và cũng có thể phát nổ.


   Quá trình nạp của các ắc quy này cũng khác các loại pin nạp khác. Nó phải theo hai giai đoạn:

+ Nạp bằng dòng điện không đổi theo dòng định danh của mỗi loại, đến khi điện áp đạt 4,2V

+ sau đó, giữ điện áp không đổi 4,2V cho đến khi dòng điện nạp hạ xuống 50mA

Không bao giờ để điện áp ắc quy hạ xuống dưới 2,75V. Do vậy các máy nạp điện cho các loại pin khác nói chung không dùng được cho loại pin này.

NHV

Nguồn: 

1. Wikipedia

2. http://pclab.pl/tip/Jak.nie.zabija%C4%87.akumulatora,26289/1

3. http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/lithium-ion-battery.htm