1. Xác định các tình huống ứng dụng
Mục đích của pin lithium ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn tham số:

• Thiết bị di động (điện thoại di động, máy bay không người lái, máy ảnh): ưu tiên mật độ năng lượng cao (như pin lithium ba thành phần) và trọng lượng nhẹ.
• Xe điện/dụng cụ điện: yêu cầu tốc độ xả cao (tốc độ C) và tuổi thọ chu kỳ dài (như pin lithium sắt phosphate).
• Hệ thống lưu trữ năng lượng (năng lượng mặt trời, nguồn điện dự phòng tại nhà): chú trọng vào công suất cao, tuổi thọ cao và an toàn (lithium sắt phosphate phù hợp hơn).
• Các dự án tự làm/thiết bị đặc biệt: cần tính đến kích thước, khả năng tương thích điện áp và yêu cầu tùy chỉnh.

2. Phân tích các thông số chính
Điện áp (V)

• Điện áp danh định của một pin lithium đơn thường là 3,7V (lithium ba thành phần) hoặc 3,2V (lithium sắt phosphate).
• Chọn số lượng cell nối tiếp theo yêu cầu của thiết bị (chẳng hạn như 48V và 72V thường được sử dụng trong xe điện).

Dung lượng (Ah) và năng lượng (Wh)

• Dung lượng (Ah): quyết định tuổi thọ của pin. Ví dụ, pin 10Ah có thể sử dụng trong 2 giờ ở mức xả 5A.
• Năng lượng (Wh) = Điện áp × Dung lượng: phản ánh trực tiếp tổng dung lượng lưu trữ năng lượng. Khi so sánh các loại pin khác nhau, Wh chính xác hơn.

Tốc độ xả (C-rate)

• Biểu thị khả năng xả của pin. Ví dụ, 1C có nghĩa là pin được xả hoàn toàn trong 1 giờ và 10C có nghĩa là pin được xả hoàn toàn trong 6 phút.
• Thiết bị công suất cao (như máy khoan điện và máy bay không người lái) yêu cầu pin có tốc độ xả cao (như 20C trở lên).

Chu kỳ cuộc sống

• Pin lithium ba thành phần: khoảng 500-1000 chu kỳ (dung lượng giảm xuống còn 80%).
• Pin lithium sắt phosphate : 2000-5000 chu kỳ, phù hợp cho các trường hợp sử dụng lâu dài.

3. Lựa chọn loại pin

• Pin lithium ba thành phần (NMC/NCA)

ôi Ưu điểm: mật độ năng lượng cao (200-300Wh/kg), hiệu suất nhiệt độ thấp tốt (-20℃).
ôi Nhược điểm: độ an toàn thấp (cần có mạch bảo vệ), tuổi thọ ngắn.
ôi Áp dụng: đồ điện tử tiêu dùng, xe điện, máy bay không người lái.

• Pin lithium sắt phosphate (LiFePO₄)

o Ưu điểm: độ an toàn cao (chịu được nhiệt độ cao, không bắt lửa), tuổi thọ cao, chi phí giảm dần.

o Nhược điểm: mật độ năng lượng thấp (90-160Wh/kg), hiệu suất nhiệt độ thấp kém.

o Ứng dụng: hệ thống lưu trữ năng lượng, xe buýt điện, xe điện tốc độ thấp.

• Các loại khác: lithium titanate (tuổi thọ cực dài), lithium coban oxide (năng lượng cao, dùng trong điện thoại di động), v.v., được lựa chọn theo nhu cầu đặc biệt.

4. Cân nhắc về an toàn

Mạch bảo vệ: Đảm bảo pin có chế độ bảo vệ chống quá tải, quá xả và ngắn mạch.

Quản lý nhiệt: Các bộ pin dung lượng lớn cần được trang bị thiết kế tản nhiệt (như bộ pin xe điện).

Tiêu chuẩn chứng nhận: Chọn sản phẩm được chứng nhận UL, CE, UN38.3, v.v. để tránh pin kém chất lượng.

5. Cân bằng giữa thương hiệu và ngân sách

• Các thương hiệu nổi tiếng: như CATL, BYD, Panasonic, LG Chem, v.v., với chất lượng được đảm bảo.
• Hiệu quả về mặt chi phí:

o Pin giá rẻ có thể sử dụng cell pin cũ hoặc hệ thống quản lý pin (BMS) kém chất lượng.
o Lithium sắt phosphate có chi phí ban đầu cao nhưng lại tiết kiệm chi phí hơn khi xét về lâu dài (tuổi thọ dài).

6. Các yếu tố vật lý và môi trường

• Kích thước và trọng lượng: Đảm bảo pin có thể lắp được vào thiết bị (ví dụ: máy bay không người lái rất nhạy cảm với trọng lượng).
• Phạm vi nhiệt độ:

o Môi trường nhiệt độ cao: Chọn các cell pin chịu được nhiệt độ cao (ví dụ: LiFePO₄).
o Môi trường nhiệt độ thấp: Pin lithium ba thành phần hoạt động tốt hơn hoặc bổ sung hệ thống sưởi ấm.

7. Quy định và bảo vệ môi trường

• Hạn chế vận chuyển: Pin dung lượng lớn có thể bị hạn chế vận chuyển bằng đường hàng không (ví dụ: pin có dung lượng trên 100Wh phải được khai báo).
• Tái chế: Chọn thương hiệu hỗ trợ tái chế để tránh ô nhiễm môi trường.

Tóm tắt các bước
1. Mục đích rõ ràng: Xác định loại thiết bị và các yêu cầu cốt lõi (ví dụ: độ bền, công suất, tuổi thọ).
2. Tính toán yêu cầu: Ước tính điện áp và dung lượng cần thiết (Wh) dựa trên công suất thiết bị và thời gian hoạt động.
3. Chọn loại: Lithium ba thành phần (mật độ năng lượng cao) so với Lithium sắt phosphate (độ an toàn cao).
4. Xác minh tính an toàn: Kiểm tra chức năng bảo vệ, chứng nhận và đánh giá của người dùng.
5. Phù hợp với ngân sách: Chọn mẫu máy tốt nhất trong phạm vi thương hiệu và chất lượng có thể chấp nhận được.
6. Thích ứng khi lắp đặt: Xác nhận kích thước, trọng lượng và khả năng thích ứng với môi trường.

Ví dụ về các tình huống:

• Cải tạo xe điện: Chọn pin lithium sắt phosphate 72V 20Ah (tuổi thọ dài và độ an toàn cao).
• Nguồn điện ngoài trời: Chọn pin 12V 100Ah LiFePO₄ (hỗ trợ 2000 chu kỳ, phù hợp để lưu trữ năng lượng lâu dài).
• Máy bay không người lái: Chọn pin lithium ba thành phần có tốc độ cao (như 4S 1500mAh 75C).

Thông qua các bước trên, bạn có thể sàng lọc một cách có hệ thống giải pháp pin lithium phù hợp nhất với nhu cầu của mình.