Pin chì-axit là gì? Cấu tạo, nguyên lý và thông tin chi tiết

Thuật ngữ “pin chì-axit” không còn xa lạ với những ai làm việc ở những ngành nghề liên quan đến điện. Tuy nhiên với những người lần đầu nghe đến, đây vẫn là khái niệm thật sự mới mẻ. Nếu bạn muốn tìm hiểu pin chì-axit là gì và cơ chế hoạt động như thế nào, hãy tham khảo bài viết của Solar Hà Nam ngay dưới đây!

Pin chì-axit là gì?

Pin chì-axit, còn được biết đến là ắc quy chì-axit, dùng để cung cấp và lưu trữ năng lượng điện. Loại pin này đã được phát minh từ lâu, cho đến nay vẫn xuất hiện rộng rãi trong những thiết bị điện tử, oto, xe máy, hệ thống năng lượng dự phòng,… Hay nói cách khác, pin chì-axit hiện đang là một trong số những công nghệ pin được ứng dụng phổ biến nhất trên thị trường.

Pin bao gồm 2 điện cực: 1 điện cực âm (bản chì) và 1 điện cực dương (bản chì oxit). Ngoài ra, còn có 1 dung dịch axit hoạt động bên trong pin như chất dẫn điện để hình thành dòng điện khi pin hoạt động. Để tạo ra điện năng, sẽ có những phản ứng hóa học diễn ra giữa axit sulfuric với những chất hoạt động trên điện cực.

Pin chì-axit có cấu tạo như thế nào?

Cấu tạo pin chì-axit bao gồm những thành phần chính cơ bản như sau:

• Ống ăn mòn (Container): Là thành phần ngoài cùng của pin, làm từ kim loại chống ăn mòn hay nhựa chịu axit. Vai trò của ống là giữ chặt những thành phần bên trong pin và ngăn chặn dung dịch axit rò rỉ.
• Tấm âm điện (Negative plate): Làm từ chì, kết cấu thường là dạng tấm với vai trò giữ axit sulfuric để tạo những ổ cắm nhỏ.
• Tấm dương điện (Positive plate): Làm từ chì ôxít (PbO2), tạo ra điện áp và thúc đẩy phản ứng hóa học xảy ra khi sạc – xả pin.
• Giấy bạc (Separator): Được đặt ở vị trí giữa các tấm dương và âm của pin. Nó có chức năng phân tách các tấm để không tiếp xúc trực tiếp và hạn chế pin bị ngắn mạch.
• Dung dịch axit sulfuric (Sulfuric acid solution): Nó được bố trí ở ống ăn mòn và đóng vai trò là chất mang điện khi pin hoạt động. Chất này sẽ tác động với tấm âm và dương để tạo ra dòng điện thông qua các phản ứng hóa học.
• Cái nắp (Vent): Nắp vặn cho phép người dùng mở ra để thay thế axit sulfuric hay kiểm tra lượng axit. Ngoài ra, nó cũng hỗ trợ thoát khí nếu phát hiện áp suất ở trong pin tăng cao.

Ắc quy chì-axit phổ biến với mấy loại?

Hiện nay, có hai loại pin chì-axit phổ biến được sử dụng rộng rãi, cụ thể gồm:

• Pin axit chì đóng kín (SLA – Sealed Lead Acid): Là loại pin có thiết kế đóng kín, không cho phép tái nạp và cũng không cần bảo dưỡng. Dung dịch axit sulfuric của pin được giữ ở những ống nhiếp bên trong và hoàn toàn không tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài. Chúng được ứng dụng nhiều ở xe điện, thiết bị y tế, hệ thống năng lượng mặt trời,…
• Pin axit chì không đóng kín (FLA – Flooded Lead Acid – FLA): Là loại pin truyền thống cho phép tái nạp và đòi hỏi phải bảo dưỡng định kỳ. Dung dịch axit sulfuric có trong pin được giữ ở những ống nhiếp và trực tiếp tiếp xúc với môi trường bên ngoài. Ngày nay, nó xuất hiện nhiều ở tàu thuyền, oto, xe máy, công nghiệp,…

Ưu nhược điểm của pin chì-axit

Ắc quy chì-axit được khá nhiều người dùng lựa chọn hiện nay. Tuy nhiên thay vì nghe theo số đông, bạn nên tham khảo các ưu nhược điểm sau đây để có quyết định đúng đắn.

Ưu điểm

Pin chì-axit gây ấn tượng bởi những ưu điểm nổi trội như:

• So với những công nghệ pin khác, dòng pin này có giá thành thấp hơn.
• Pin cung cấp công suất lớn trong thời gian ngắn nên phù hợp với những thiết bị cần nạp năng lượng lớn như xe máy, oto, hệ thống dự phòng,…
• Có khả năng chịu tải cao nên phục vụ được ở những ứng dụng cần khởi động mạnh mẽ như động cơ oto,…
• Dễ dàng sạc pin và bảo dưỡng, quy trình kiểm tra, thay thế axit sulfuric cũng tương đối đơn giản.

Nhược điểm pin chì-axit

Song, bạn cũng nên quan tâm những nhược điểm dưới đây của pin:

• Trọng lượng pin nặng hơn các công nghệ pin khác nên bị hạn chế trong lắp đặt, di chuyển.
• So với những công nghệ pin hiện đại như pin lithium-ion, tuổi thọ của loại pin này không cao nên đòi hỏi phải thay pin thường xuyên. Điều này khiến chi phí dài hạn tăng lên.
• Để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ pin được tối ưu, bạn cần phải bảo dưỡng định kỳ. Đồng thời phải thường xuyên kiểm tra axit bên trong và thay thế những thành phần bị hỏng.
• Cấu tạo của pin chứa chì và axit sulfuric, nếu không xử lý đúng cách có thể ảnh hưởng tiêu cực lên môi trường.

Xem thêm: 5 Tiêu chí vàng để lựa chọn điện mặt trời doanh nghiệp phù hợp

Nguyên lý hoạt động của pin chì- axit

Hoạt động của pin liên quan đến những phản ứng hóa học thuận nghịch giữa dung dịch điện phân và vật liệu hoạt động trên các tấm. Cụ thể, chúng thể hiện qua quá trình xả và sạc của ắc quy.

Quá trình xả

Axit sulfuric có trong chất điện phân sẽ diễn ra phản ứng với bản dương (chì dioxide) lẫn bản âm (chì xốp). Qua phản ứng này, chì sunfat được tạo ra trên cả 2 tấm và giải phóng electron qua mạch ngoài để hình thành dòng điện. Việc electron di chuyển từ âm sang dương qua tải bên ngoài giúp năng lượng được nạp vào các thiết bị.

Quá trình sạc

Các cực của pin được cung cấp điện áp từ một nguồn điện bên ngoài. Điện áp này sẽ đẩy những electron di chuyển về lại bản âm, đồng thời biến đổi chì sunfat trở về dạng ban đầu – chì xốp ở bản âm và chì dioxide ở bản dương. Khi những phân tử nước được phân tách ra bởi quá trình điện phân, nồng độ axit sunfuric cũng tăng lên đáng kể. Tính chất này giúp người dùng có thể sạc pin chì-axit nhiều lần mà không lo suy giảm.

Bài viết là những thông tin mà Solar Hà Nam muốn cung cấp về pin chì-axit phổ biến hiện nay. Bên cạnh đó, người dùng cũng có thể tham khảo những giải pháp pin mặt trời bán chạy tại đơn vị. Chưa dừng lại ở đó, Solar Hà Nam còn hỗ trợ dịch vụ thi công điện năng lượng mặt trời trọn gói với mức giá cực kỳ cạnh tranh. Để được tư vấn chi tiết về dịch vụ, quý khách vui lòng liên hệ qua thông tin sau:

SOLAR HÀ NAM

Địa chỉ: Phố 268, Liêm Chính, Phủ Lý, Hà Nam

Hotline: 0932.287.872

Hotline: 0931.686.121

Email: solarhanam@gmail.com