Được, mất của ba loại pin xe máy điện phổ biến tại Việt Nam

Lithium-ion

Lithium-ion là loại pin phổ biến trên thế giới, Sony là công ty đầu tiên thương mại hóa vào năm 1991, ứng dụng rộng rãi trên các thiết bị điện tử, trong đó có cả xe máy hoặc ôtô điện.

Pin lithium-ion phổ biến vì nhiều lý do. Đây là một trong những loại pin mật độ năng lượng cao nhất trong số các dòng pin thương mại, tức nhà sản xuất có thể cung cấp đủ năng lượng cho thiết bị hoạt động trong khi vẫn giữ kích thước pin nhỏ và nhẹ. Ngoài ra, lithium-ion còn có ưu điểm sạc nhanh, khả năng xả điện lớn, do đó giúp hiệu suất chuyển đổi điện năng cao và ít thất thoát dưới dạng tỏa nhiệt ra môi trường.

Nhà sản xuất có thể chế tác khối pin lithium-ion theo nhiều hình dạng khác nhau để phù hợp với từng công năng, nhu cầu và hình dáng của thiết bị. Chính vì được ứng dụng rộng rãi, nên chi phí sản xuất của loại pin này được đánh giá là phải chăng.

Tuy nhiên, pin lithium-ion khi ứng dụng trên xe máy điện có một số nhược điểm nhất định. Đầu tiên là hiệu suất pin giảm mạnh ở các vùng khí hậu lạnh, thậm chí xảy ra tình trạng không thể sạc và tụt điện áp khi nhiệt độ giảm sâu.

Bên cạnh đó tuổi thọ của pin sẽ giảm nhanh theo thời gian sử dụng, thường là 2-3 năm khi lái xe hằng ngày, pin sẽ giảm dung lượng, hoạt động nóng hơn và sạc lâu hơn. Khi hư hỏng, lithium-ion còn khó tái chế và gây ô nhiễm môi trường nếu không có cách xử lý đúng chuẩn. Đáng chú ý, pin lithium-ion nếu cháy sẽ lan nhanh, khó kiểm soát, khó dập bằng nước, thải ra nhiều khí độc, và cần dùng bình chữa cháy chuyên dụng để dập lửa.

Nếu chú trọng vào hiệu suất, lithium-ion là lựa chọn pin được nhiều hãng sử dụng. Tại Việt Nam, một số mẫu xe máy điện sử dụng pin lithium-ion như các xe của Dat Bike, hai xe của Honda gồm CUV e:, ICON e:, Yamaha Neo's, Yadea Voltguard, Yadea Velax.

Lithium Ferrous Phosphate (LFP) - Lithium sắt phốt phát

Về cơ bản, pin LFP không khác so với lithium-ion, nhưng đây là một "phiên bản cải tiến". Thay vì dùng các loại vật liệu như cobalt, nickel, mangan hoặc cobalt oxide ở cực dương như lithium-ion, pin LFP sử dụng sắt phốt phát (ferrous/iron phosphate). Sự khác biệt này giúp pin LFP tăng tính ổn định hóa học và điện áp, đồng thời nâng cao độ bền cơ học.

Nói cách khác, pin LFP khi ứng dụng trên xe máy điện sẽ có ưu điểm hơn pin lithium-ion là giảm nguy cơ cháy nổ, ít bị chai pin và giữ độ ổn định điện áp cao ngay cả khi mức pin thấp, hoặc chu kỳ sạc xả đã cao. Ngoài ra vì dùng sắt phốt phát làm vật liệu cực dương, nên không sinh ra oxy và hỗ trợ phản ứng cháy như pin lithium-ion. Sắt và phốt phát còn là nguyên liệu giá thành thấp, không độc hại, và không bị kiểm soát khai thác gắt gao như cobalt hay nickel, việc sử dụng các vật liệu này cũng giúp chi phí sản xuất pin LFP ngày càng giảm.

Tuy vậy, nhược điểm cố hữu của pin LFP là mật độ năng lượng thấp hơn lithium-ion nếu tính cùng khối lượng, tức các xe máy phải lắp khối pin LFP to và nặng hơn để đạt cùng quãng đường di chuyển. Ngoài ra, hiệu suất pin LFP cũng bị giảm mạnh khi nhiệt độ thấp tương tự lithium-ion.

Tại Việt Nam, sử dụng pin LFP chủ yếu là các dòng xe máy điện của VinFast.

Axit chì

Nếu trời lạnh là "đòn chí tử" của pin lithium-ion và LFP, axit chì lại là loại pin tỏa sáng ở điểm này. Ưu điểm lớn nhất của pin axit chì là có thể giúp xe máy điện hoạt động và sạc tốt khi thời tiết lạnh. Cụ thể, loại pin này sản sinh năng lượng qua phản ứng hóa học của chì và axit sulfuric (H2SO4), không bị ảnh hưởng nặng bởi hiện tượng đóng băng chất điện phân như pin lithium-ion.

Ngoài ra, loại pin này còn có ưu điểm là không dễ cháy nổ như pin lithium-ion khi bị va đập mạnh, rơi, thủng. Nếu xe máy điện xảy ra va chạm, khối pin chỉ tràn axit. Bên cạnh đó, chi phí sản xuất của pin axit chì rất thấp, đồng thời phần lớn vật liệu của pin (chì, vỏ nhựa) có thể tái chế dễ dàng, thân thiện với môi trường.

Nhược điểm của pin axit chì là mật độ năng lượng thấp, khiến các xe máy điện sử dụng loại pin này thường chỉ đi được quãng ngắn. Ngoài ra tuổi thọ của pin thấp, dễ chai pin, và nếu để cạn pin quá lâu sẽ làm giảm tuổi thọ nhanh chóng. Không những thế, loại pin này có hiệu suất thấp hơn pin lithium-ion và LFP, tức bị thất thoát ra ngoài môi trường dưới dạng nhiệt nhiều hơn. Cuối cùng, tuy dễ tái chế, nhưng axit trong pin sẽ 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 thêm công nghệ graphene, giúp tăng hiệu suất, tuổi thọ và giảm trọng lượng của pin. Công nghệ graphene được hiểu là sử dụng graphene để phủ lên các điện cực, mang tới khả năng dẫn điện mạnh mẽ, chịu nhiệt tốt và hạn chế tổn hao năng lượng. Nhờ đó hỗ trợ sạc nhanh và xả dòng điện cao, giảm thiểu ăn mòn, 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, tức là độ dày của vật liệu chỉ bằng đúng một nguyên tử carbon.

Tại Việt Nam, chủ yếu các dòng xe máy điện giá rẻ sử dụng axit chì, 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 dùng axit chì như Feliz, Klara A2. Trong khi đó, Yadea sử dụng pin axit chì công nghệ graphene trên nhiều dòng xe của hãng.

Hồ Tân

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống