1. Hệ thống vật liệu và đặc tính điện hóa
Vật liệu điện cực dương và âm quyết định cửa sổ điện áp vì các vật liệu khác nhau có phạm vi ổn định điện hóa khác nhau.

- Hệ thống Lithium Iron Phosphate (LFP) : Điện áp ngắt sạc điển hình là 3,65V, điện áp ngắt xả là 2,5V (nhiệt độ phòng) hoặc 2,0V (nhiệt độ thấp).
- Hệ thống Niken Coban Mangan/Niken Coban Nhôm (NCM/NCA): Điện áp cắt sạc điển hình là 4,2V, điện áp cắt xả là 2,75V–3,0V.
- Hệ thống Lithium Titanate (LTO): Điện áp ngắt sạc điển hình là 2,9V, điện áp ngắt xả là 1,5V.

Rủi ro do sạc quá mức/xả quá mức:
- Quá tải có thể làm hỏng cấu trúc catốt, giải phóng oxy và phân hủy chất điện phân.
- Xả quá mức có thể gây vỡ lớp SEI và ăn mòn bộ thu dòng điện.

2. Cơ chế bảo vệ an toàn
Thiết kế bảo vệ nhiều cấp đảm bảo an toàn cho pin:
- Điện áp kết thúc sạc: ví dụ: 3,65V (LFP), khi đạt đến, BMS sẽ kết thúc quá trình sạc.
- Bảo vệ quá tải chính: ví dụ, ≥3,8V (LFP), ngắt sạc cưỡng bức.
- Bảo vệ quá tải thứ cấp: ví dụ ≥4.0V (LFP), khóa BMS để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt.
- Điện áp kết thúc xả: ví dụ 2,5V (LFP), dừng xả.
- Bảo vệ quá tải chính: ví dụ, ≤2,0V (LFP), chấm dứt xả cưỡng bức.
- Bảo vệ quá tải thứ cấp: ví dụ, ≤1,8V (LFP), khóa BMS cần sửa chữa thủ công.

3. Khả năng thích ứng với nhiệt độ
Điện áp cắt được điều chỉnh tùy thuộc vào nhiệt độ:
- T > 0°C: 2,5V (LFP).
- T ≤ 0°C: 2.0V (LFP), để tránh ngắt sớm do phân cực.

4. Tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ
- Điện áp cắt sạc cao hơn (ví dụ, tăng LFP từ 3,65V lên 4,0V) làm tăng tốc độ suy giảm dung lượng.
- Điện áp cắt xả thấp hơn (ví dụ, dưới 2,85V đối với LFP) dẫn đến mất lithium hoạt động.
- Quá trình hình thành: Điện áp cắt trước khi nạp phải được kiểm soát trong phạm vi hình thành SEI (ví dụ: 2,8–3,0V) để tránh phản ứng tạp chất.

Phần kết luận
Việc xác định điện áp cắt là kết quả của các đặc tính vật liệu, độ an toàn, tuổi thọ, khả năng thích ứng với nhiệt độ và tuân thủ các tiêu chuẩn. Các nhà sản xuất như EverExceed xác thực các giá trị ranh giới này thông qua thử nghiệm điện hóa và BMS thực thi bảo vệ nhiều cấp để đảm bảo pin hoạt động trong phạm vi an toàn.

Liên kết tham khảo: Điện áp ngắt sạc và xả của pin Lithium-ion được xác định như thế nào? - Mạng lưới pin Lithium OFweek