Sự khác biệt giữa Li-ion và Li SOCl2 là gì?

Trong lĩnh vực pin sạc, pin Lithium-ion (Li-ion) và pin Lithium-thionyl clorua (Li-SOCl₂) là những loại pin đặc biệt vì chúng có đặc tính và công dụng riêng biệt. Tuy nhiên, hai loại pin này chủ yếu dựa vào lithium làm thành phần chính nhưng chúng có tính chất hóa học, hiệu suất, cân nhắc về an toàn và ngành công nghiệp khác nhau. Điều bắt buộc phải lưu ý là việc biết những điểm khác biệt này rất quan trọng khi lựa chọn đúng loại công nghệ pin cho một mục đích nhất định.

Hoá học

Pin Li-ion

Pin lithium-ion có hai điện cực: anode gốc Li và catốt bao gồm các vật liệu bao gồm coban oxit, niken-mangan-coban (NMC) hoặc lithium sắt phosphate (LFP). Một dung môi hữu cơ thường hòa tan muối lithium đóng vai trò là chất điện phân cho phép các ion lithium di chuyển qua các điện cực. Trong quá trình xả, năng lượng được giải phóng khi các ion lithium di chuyển về phía catốt từ anode qua chất điện phân.

Pin Li SOCl₂

Mặt khác, lithium đóng vai trò là vật liệu anot trong khi thionyl clorua (SOCl₂) được sử dụng làm vật liệu catot trong pin lithium-thionyl clorua. Dạng chất điện phân phổ biến nhất trong các cell này là LiAlCl₄ hòa tan trong SOCl₂. Hóa chất như vậy cung cấp mật độ năng lượng cao và điện áp xả tương đối ổn định, do đó làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi thời hạn sử dụng dài và năng lượng đầu ra cao.

Hiệu suất

Mật độ năng lượng

Trong khi pin Li-ion được biết đến với mật độ năng lượng cao giúp kéo dài thời gian chạy cho các thiết bị điện tử cầm tay và xe điện thì pin Li-SOCL2 có thể cung cấp mật độ năng lượng thậm chí còn cao hơn để có thể triển khai hiệu quả ở những nơi có không gian hạn hẹp và công suất cực đại quan trọng nhất.

Đặc điểm điện áp và xả

Thông thường, loại pin này có phạm vi điện áp danh định là 3,6-3,7V với đường cong xả phẳng cho đến chu kỳ cuối vòng đời. Ngược lại, điện áp hoạt động ban đầu của Li-SOCL2 là khoảng 3,6V, giảm dần trong quá trình xả. Do đó, Li-SOCL2 pin thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi điều chỉnh điện áp chính xác hoặc thời hạn sử dụng dài.

An toàn

Pin Li-ion

Pin Li-ion đã được kiểm tra kỹ lưỡng về mặt an toàn, đặc biệt là liên quan đến nguy cơ cháy nổ và mất kiểm soát nhiệt do sử dụng dung môi hữu cơ dễ bắt lửa ở nhiệt độ đánh lửa thấp. Tuy nhiên, đã có sự cải thiện đáng kể về độ an toàn của pin Li-ion hiện đại nhờ một số yếu tố như tiến bộ trong hệ thống quản lý pin, thiết kế cell và công thức chất điện phân.

Pin Li SOCl₂

Ngược lại, tính không bắt lửa của chất điện phân làm cho pin Li-SOCl₂ an toàn hơn pin Li-ion mặc dù cần có các biện pháp phòng ngừa đặc biệt khi xử lý và lưu trữ vì chúng bao gồm các vật liệu độc hại và ăn mòn.

Ứng dụng

Pin Li-ion

Pin lithium ion được sử dụng rộng rãi từ các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động và máy tính xách tay đến xe điện (EV) và hệ thống lưu trữ năng lượng. Do mật độ năng lượng cao, tỷ lệ tự xả tương đối thấp, tuổi thọ chu kỳ dài nhưng nhiều ứng dụng tiêu dùng và công nghiệp ưa chuộng chúng.

Pin Li-SOCl₂

Mặc dù ít phổ biến hơn so với hầu hết các loại pin sạc khác, pin Li–SOCL2 tìm thấy các ứng dụng thích hợp trong đó mật độ năng lượng cao, thời hạn sử dụng cực dài và/hoặc kiểm soát điện áp chính xác là rất quan trọng. Các ví dụ nổi bật bao gồm thiết bị quân sự và hàng không vũ trụ; đèn hiệu định vị khẩn cấp; thiết bị y tế như Máy khử rung tim cấy ghép (ICD).

Phần kết luận

Tóm lại, pin lithium-ion và lithium-sulfur oxychloride có sự khác biệt lớn về mặt hóa học trong hiệu suất, khía cạnh an toàn và ứng dụng. Pin lithium-ion thường được sử dụng do công suất lớn và tính linh hoạt trong khi pin Li-SOCl2 có những điểm mạnh riêng biệt như mật độ năng lượng, độ ổn định điện áp và là lựa chọn an toàn hơn cho các ứng dụng thích hợp. Việc lựa chọn công nghệ pin nên xem xét các nhu cầu riêng biệt của một ứng dụng bao gồm yêu cầu về năng lượng, giới hạn kích thước, vấn đề an toàn và tác động về chi phí.