Báo cáo Các công nghệ pin sạc laptop và điện thoại

Báo cáo:

Công nghệ pin sạc laptop và điện thoại

GV hướng dẫn: ThS. Ngô Quốc Luân

Sinh viên thực hiện: Lê Dũ Chiếc

B1200566

Nội dung báo cáo

Nội dung Lý do chọn đề tài.

I. Giới thiệu

II. Các công

sơ lược về

nghệ pin sạc

pin

Kết luận

Lý do chọn đề tài Pin là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động (laptop, điện thoại di động…). Trong khi các thiết bị di động liên tục phát triển về: công nghệ chip bán dẫn, màn hình, khả năng chụp ảnh..v.v..thì công nghệ pin vẫn còn đang ì ạch và hụt hơi.

Để một công nghệ pin mới ra đời và đưa vào sản xuất thương mại phải mất ít nhất vài năm. Do đó việc tìm hiểu về các loại công nghệ pin và cách sử dụng nguồn năng lượng này hiệu quả là yêu cầu cần thiết trong thời điểm hiện nay.

I. Khái quát về pin.

1. Định nghĩa Định nghĩa một cách đơn giản pin là một thiết bị lưu trữ năng lượng dưới dạng hoá học

Pin là gì ?

Pin là nguồn cung cấp năng lượng hoạt động cho hầu như tất cả các thiết bị cầm tay hiện nay

Dùng làm gì?

2. Những thông số cơ bản.

Điện áp của pin đo bằng vôn (V), điện áp của pin phải phù hợp với chỉ định của thiết bị. Thí dụ: các loại pin (Ni-MH) và Ni-Cd, điện áp là 1.2V mỗi viên

Điện Áp (V)

Dung lượng của pin được đo bằng đơn vị miliampe giờ (mAh), pin có mAh càng lớn thì dung lượng càng lớn. Chỉ số này giúp bạn so sánh độ mạnh của các loại pin

Dung lượng mAh

3. Phân loại: có 2 loại

Đây là các loại pin chỉ dùng được 1 lần

Pin sơ cấp

Pin được thiết kế để nạp được nhiều lần. Các pin cỡ nhỏ dùng cho các thiết bị tiêu thụ ít năng lượng như đồng hồ đeo tay; những pin lớn có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động

Pin thứ cấp

II. Các công nghệ pin thứ cấp 4. Pin Li-Po

3. Pin Li-ion

2. Pin NiMH

1. Pin NiCd Công nghệ pin đời đầu.

Dễ bị suy giảm hiệu suất do “hiệu ứng nhớ”.

“Hiệu ứng nhớ” được khắc phục.

Tuy nhiên dễ bị cháy nổ.

Công nghệ pin phổ biến nhất hiện nay.

Có khá nhiều ưu điểm.

Pin sạc tiên tiến nhất hiện nay.

1. Pin NiCd

Pin NiCd(Nickel-Cadmium) là pin sạc được phổ biến rộng rãi đầu tiên được làm từ hai chất hoá học chính , Nikel , dưới dạng Nickelic Hydroxide và Cadmium nhưng hiện nay nó rất ít được sử dụng nó gặp phải một số nhược điểm.

Một số nhược điểm của pin NiCd 01

02

03

Hiệu ứng nhớ , nghĩa là nếu bạn không sạc đầy điện lúc đầu, dần dần qua mỗi lần sạc, dung lượng của pin sẽ từ từ giảm xuống.

Pin Ni-Cd có điện thế bị giảm đột ngột ở cuối chu kỳ xả. Do đó, cần mang theo sạc dự phòng trong những trường hợp quan trọng.

Pin có thành phần chính là Cadnium, đây là nguyên tố rất độc hại và gây ô nhiễm môi trường.

Do tồn tại khá nhiều nhược điểm nên pin NiCd ngày nay rất ít khi được sử dụng, thay vào đó là các công nghệ pin tiên tiến hơn

2. Pin NiMH 2.1. Lịch sử ra đời

NiMH là viết tắt của Nickel Metal Hydride (kền kim loại hy-đrua).

Kỹ thuật pin NiMH được Ovonic Battery, một chi nhánh của ECD Ovonics có trụ sở tại Michigan phát triển, các pin NiMH bắt đầu được bán ra công chúng năm 1983.

2.2. Nguyên lý hoạt động

01

02

03

Phản ứng anốt xảy ra trong một pin NiMH như sau: H2O + Mm + 2e- ↔ OH- + 0.5H2

Pin được sạc theo vế phải của phương trình này và xả theo vế trái

Hydro sinh ra trong quá trình sạc được trữ ở dạng Mm-Hx, hyđrua kim loại của pin, không sinh ra ở dạng khí

2.3. Ưu và nhược điểm + Ưu điểm

01 Khả năng lưu trữ năng lượng tốt và nội trở nhỏ Pin Ni-MH hiệu ứng nhớ thấp và dung lượng pin cao hơn hai lần pin Ni-Cd

02 Có thể sạc bất cứ lúc nào mà không cần phải xả pin Tốc độ sạc nhanh.

03 Giá thành rẻ và rất dễ mua tại các cửa hàng

2.3. Ưu và nhược điểm + Nhược điểm 01

Có thể bị hỏng vì nhiệt nếu sạc quá lâu

02

Dễ bị cháy nổ

3. Pin Li-ion (công nghệ pin phổ biến nhất hiện nay) 3.1. Lịch sử ra đời

Pin Li-ion đầu tiên được đề xuất vào những năm 1970 bởi nhà hóa học người Mỹ Michael Stanley Whittingham. Năm 1985, Akira Yoshino lắp ráp mô hình pin đầu tiên dựa trên tất cả các yếu tố thành công từ trước tạo ra thế hệ pin Li-ion đã được hoàn thiện và an toàn hơn. Năm 1991, pin Li-ion được thương mại hóa.

3.2. Nguyên lý hoạt động Cấu tạo

Gồm: võ ngoài, cực dương, cực âm, màng ngăn cách điện và dung môi.

Catot

Cực dương được cấu tạo từ Lithium cacbonat oxide (LiCo2). Khi có dòng điện chạy qua, nguyên từ Lithium dể dàng tách khỏi câu trúc tạo thành ion dương Lithium, Li+

Anot

Cực âm cấu tạo từ graphene (than chì) có chức năng lưu giữ các ion Lithium L+ trong tinh thể.

3.2. Nguyên lý hoạt động

Nạp

Xả

Hoạt động dựa trên sự trao đổi lithium ion giữa các cực âm và dương làm bằng lithium carbon, sử dụng dung môi hữu cơ như chất điện phân. Khi xả hoàn toàn năng lượng, các ion Lithium mang dấu dương (Li+) sẽ nằm tại điện cực dương, do không còn các electron. Nếu chúng ta cung cấp electron (tiếp điện cho pin - sạc lại), các ion sẽ tự động tách khỏi cực dương và trở về cực âm.

3.3. Ưu và nhược điểm + Ưu điểm

01 Trọng lượng của pin nhỏ.

Không có hiệu ứng nhớ.

Sạc được nhiều lần.

02 Khi không sử dụng, các pin loại này giữ được điện tích cũng rất tốt (mất khoảng 5% năng lượng điện tích mỗi tháng)

03 Có thể sinh ra một số lượng lớn năng lượng trong các phản ứng hóa học.

3.3. Ưu và nhược điểm + Nhược điểm 01

Tỏa nhiệt nhiều và có thể bốc cháy hoặc nổ (tuy nhiên tỷ lệ này rất nhỏ)

02

Dung lượng bị suy giảm theo thời gian, dù bạn có sử dụng hay không

03

Giá thành khá cao do mạch tích hợp phức tạp để quản lý hiệu suất của nó

3.4. Những lưu ý khi sử dụng

01 Tránh nhiệt độ cao.

Không nên sử dụng đến cạn mới sạc lại sẽ làm giảm dung lượng pin

02 Khi pin mới sử dụng lần đầu cần sạc nhồi 3 lần (sạc gấp 1,5 lần dung lượng của pin)

03 Khi không sử dụng cần sạc pin đầy khoảng 70% dung lượng và bảo quản ở nhiệt độ thấp

4. Pin Polime Lithium.

4.1. Lịch sử ra đời

Lithium Polymer (LiPo) - công nghệ pin sạc tiên tiến nhất hiện nay, được phát triển dựa trên công nghệ pin Li ion, sản xuất lần đầu trong khoảng những năm 19951997, cụ thể vào năm 1994 công ty Bellcore chính thức thương mại hóa pin Li-ion Polymer sau một quá trình nghiên cứu.

4.2. Nguyên lý hoạt động

Pin LiPo có nguyên lý hoạt động tương tự pin Li-ion nhưng không sử dụng chất điện phân dạng lỏng mà thay vào đó nó sử dụng chất điện phân dạng polymer khô, tương tự như một miếng phim nhựa mỏng.

1

Miếng phim này được kẹp giữa cực dương và cực âm của pin. Do không sử dụng chất điện phân nên pin Li-po rất mỏng và có hình dạng rất linh hoạt có thể đáp ứng nhu cầu của nhiều nhà sản xuất và người tiêu dùng.

2

3.3. Ưu và nhược điểm + Ưu điểm 01

Pin Li-Po kế thừa những ưu điểm của pin Li-ion, ngoài ra:

02

Pin mới này có thể chịu được những chấn động vật lý, và rất khó bị cháy nổ

03

Có thể được tạo hình dáng khác nhau, cho phép nhiều lần xạc và xả hơn.

04

Pin lithium polymer cũng nhẹ hơn nhiều so với lithium ion.

3.3. Ưu và nhược điểm + Nhược điểm: Tuy có rất nhiều ưu điểm, nhưng pin vẫn vấp phải một số hạn chế như:

01

Giá thành sản xuất cao (nên pin Li Po chỉ được sử dụng trên các sản phẩm cao cấp)

02

Dung lượng bị suy giảm theo thời gian, dù có sử dụng hay không.

03

Các bao bì mềm trên các tế bào polymer dễ bị đâm thủng , dẫn đến rò rỉ pin.

3.4. Những lưu ý khi sử dụng Để đạt hiệu quả sử dụng cao nhất, ta cần lưu ý một số điểm sau:

01 Không cần sạc nhồi trong lần đầu sử dụng Cần tránh nhiệt độ cao

02 Có thể sạc và xả pin bất cứ lúc nào.

Mỗi tuần, nên xả hết pin và nạp đầy pin lại để pin sạch và kéo dài tuổi thọ

03 Không nên sử dụng đến cạn pin hoàn toàn mới sạc lại.

Tránh tình trạng để pin cạn kiệt quá lâu.

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!!!