Một pin lithium thực sự có thể dùng được bao lâu?

Nhiều người thắc mắc: Khi mua pin lithium, người bán thường quảng cáo “sử dụng 8 năm, 2000 chu kỳ”, nhưng trong sử dụng thực tế, nhiều loại pin bị giảm phạm vi hoạt động, sụt điện áp, ngắt mạch bảo vệ khi kết nối với các thiết bị công suất cao chỉ sau hai hoặc ba năm. Ngay cả với cùng một loại pin lithium, một số vẫn hoạt động ổn định trong 5 hoặc 6 năm, trong khi một số khác gần hết tuổi thọ chỉ sau hai năm. Sự khác biệt này là do chất lượng sản phẩm hay chúng ta đã hiểu sai ý nghĩa thực sự của “vòng đời” ngay từ đầu? Sau khi đọc bài viết này, hy vọng bạn có thể xác định chính xác tuổi thọ còn lại của pin và kéo dài tuổi thọ của pin bằng cách bảo trì pin đúng cách.

I. 90% mọi người hiểu sai: "Số chu kỳ" thực sự là gì?

Quan niệm sai lầm phổ biến nhất về tuổi thọ của pin lithium là một lần sạc bằng một chu kỳ. Nhiều người, trong nỗ lực "tiết kiệm tuổi thọ" đã xả cạn pin hoàn toàn trước khi sạc lại, điều này thực sự làm tăng tốc độ lão hóa của pin.

1. Định nghĩa thực sự về số lượng chu kỳ

Tuổi thọ của pin lithium được tính toán dựa trên tổng lượng xả tích lũy chứ không phải số lần sạc. Chu kỳ sạc-xả hoàn chỉnh đề cập đến toàn bộ quá trình pin được xả hoàn toàn từ 100% đến điện áp cắt và sau đó được sạc đầy trở lại 100%. Ví dụ:

 Pin dùng từ 100% đến 50% rồi sạc đầy chỉ tính là 0,5 chu kỳ;

 Lặp lại thao tác “dùng một nửa, sạc” trong hai ngày liên tiếp, tích lũy hai lần sạc, tính là một chu kỳ hoàn chỉnh;

 Chỉ có mức phóng điện sâu từ 100% xuống 0% tương ứng với một chu kỳ hoàn chỉnh.

Nói cách khác, việc sạc và xả khi cần thiết cũng như sử dụng các lần sạc và xả nông sẽ không "lãng phí" số chu kỳ; ngược lại, việc xả hết pin mỗi lần là mức tiêu thụ thực tế của một chu kỳ hoàn chỉnh.

ACEY-BA6060-24Máy kiểm tra vòng đời pinlà máy kiểm tra phản hồi năng lượng được thiết kế cho các bộ pin Li-ion (NCM/LFP), axit chì, NiMH và NiCd. Hỗ trợ dải điện áp 8V~60V và dòng điện có thể điều chỉnh (100mA~60A), lý tưởng cho việc thử nghiệm sản xuất mô-đun pin, xác nhận dòng điện cao của hệ thống điện EV/HEV và bảo trì định kỳ. Với 24 kênh độc lập, thiết bị đạt được thử nghiệm song song nhiều gói trong khi vẫn duy trì độ chính xác ±(0,05%RD+0,05%FS) và sạc CCCV (Dòng điện không đổi-Điện áp không đổi) liền mạch.

2. Số chu kỳ được nhà sản xuất công bố thực sự có ý nghĩa gì?

Nhiều người đã nghe nói đến tuyên bố "500 chu kỳ cho pin lithium", điều này không hoàn toàn vô căn cứ nhưng nó không phải là tuổi thọ thực tế để sử dụng hàng ngày. Tuổi thọ mà nhà sản xuất công bố đạt được trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn: thường được thử nghiệm trong môi trường phòng thí nghiệm với độ sâu phóng điện không đổi (ví dụ: 80%), nhiệt độ cố định và tốc độ sạc/xả tiêu chuẩn. Sau khi đạt đến số chu kỳ định mức, dung lượng pin vẫn phải giữ lại hơn 80% giá trị ban đầu. Ví dụ: một pin được định mức danh nghĩa cho 500 chu kỳ thường được đo ở độ sâu phóng điện 80%: 625 chu kỳ sạc/xả cạn, tương ứng với 500 chu kỳ tương đương hoàn chỉnh. Nếu độ sâu phóng điện nông hơn trong sử dụng hàng ngày thì số chu kỳ sạc thực tế mà nó có thể hỗ trợ sẽ cao hơn nhiều so với giá trị danh nghĩa; ngược lại, nếu mỗi lần xả sâu thì số chu kỳ thực tế sẽ thấp hơn giá trị danh định.

II. Khi nào pin được coi là không thể sử dụng được? Nó không chỉ tệ khi nó hoàn toàn không thể sử dụng được.

Hầu hết mọi người đều cho rằng pin chỉ bị coi là kém chất lượng khi không thể sạc được nữa và hoàn toàn không thể sử dụng được. Tuy nhiên, trên thực tế, pin đã mất đi khả năng sử dụng đáng tin cậy từ lâu trước khi hỏng hoàn toàn.

Tiêu chuẩn ngành để xác định khi nào pin không thể sử dụng được là: khi dung lượng hiệu dụng của pin giảm xuống dưới 80% công suất ban đầu, pin được coi là đã hết tuổi thọ. Ví dụ: một loại pin mới có dòng điện danh nghĩa là 100Ah có thể chỉ có dung lượng sử dụng được khoảng 70Ah. Mặc dù vẫn có thể sử dụng được nhưng nó đã hết thời hạn sử dụng và không nên sử dụng làm nguồn điện chính. Đừng sử dụng nó quá tuổi thọ của nó với suy nghĩ "nó vẫn hoạt động, vì vậy tôi sẽ làm", đặc biệt là trong các tình huống lưu trữ năng lượng hoặc năng lượng cao. Pin cũ không chỉ mang lại trải nghiệm kém cho người dùng mà còn gây ra các mối nguy hiểm về an toàn như quá nóng và hết pin.

III. 3 bước để xác định tình trạng pin của bạn mà không cần thiết bị chuyên nghiệp

Nhiều người muốn biết tuổi thọ còn lại của pin nhưng không có thiết bị kiểm tra dung lượng chuyên nghiệp. Trên thực tế, bạn không cần thiết bị phức tạp; bạn có thể đánh giá sơ bộ mức độ lão hóa của pin thông qua ba hành vi hàng ngày.

1. Kiểm tra chênh lệch điện áp di động

Chênh lệch điện áp là dấu hiệu trực tiếp nhất về tình trạng hoạt động của bộ pin nhiều cell. Một bộ pin bao gồm nhiều tế bào và sự lão hóa dẫn đến tính đồng nhất của tế bào giảm, khiến chênh lệch điện áp tăng dần.

• 0~20mV: Điều kiện tuyệt vời, tính nhất quán của tế bào tuyệt vời, tuổi thọ đủ.

• 20~50mV: Mức bình thường, chấp nhận được, sức khỏe tốt.

• 50~100mV: Cảnh báo lão hóa nhẹ, yêu cầu bảo trì cân bằng kịp thời.

• Trên 100mV: Lão hóa nghiêm trọng, công suất giảm đáng kể, tuổi thọ sắp hết.

Lưu ý: Đánh giá này dựa trên tiền đề rằng bản thân bộ pin đã có quy trình sản xuất đủ tiêu chuẩn và không có vấn đề cố hữu về tính nhất quán.

2. Quan sát tốc độ sụt áp khi có tải.

Ở trạng thái sạc đầy, nếu điện áp giảm nhanh khi kết nối tải và sau đó nhanh chóng phục hồi sau khi ngắt tải, thì hiện tượng này thường được gọi là "điện áp ảo", một dấu hiệu điển hình của lão hóa tế bào và tăng điện trở trong. Pin mới có điện áp ổn định khi tải, điện áp rơi chậm; pin cũ có đặc điểm là "điện áp không tải cao, điện áp giảm nhanh khi sử dụng".

3. Quan sát mức độ nhiệt sinh ra trong quá trình vận hành.

Trong cùng một mức tải và nhiệt độ môi trường, nếu pin tạo ra nhiều nhiệt hơn đáng kể trong quá trình hoạt động so với khi mới mua, thậm chí nóng đến mức chạm vào, điều đó cho thấy điện trở trong đã tăng đáng kể và pin đã bị lão hóa nghiêm trọng. Sự sinh nhiệt càng rõ rệt, quá trình lão hóa càng sâu và rủi ro an toàn càng cao.

IV. Hướng dẫn kéo dài tuổi thọ cơ bản: Thực hiện 5 điều sau để kéo dài tuổi thọ pin của bạn thêm 2-3 năm

Tuổi thọ của pin lithium phụ thuộc 30% vào chất lượng của tế bào và 70% vào việc sử dụng và bảo trì. Hãy tránh những thói quen xấu nêu trên làm hỏng pin và hãy thực hiện 5 điều sau để dễ dàng giúp pin của bạn đạt đến giới hạn tuổi thọ được thiết kế.

1. Tuân thủ các khoản phí và phóng điện nông, tránh xả sâu

Trong sử dụng hàng ngày, hãy cố gắng duy trì mức pin trong khoảng từ 15% đến 90%. Hãy sạc pin kịp thời khi mức pin giảm xuống dưới 20% và chỉ sạc ở mức khoảng 90%. Không cần thiết phải sạc đầy pin đến 100% mỗi lần và không bao giờ xả hết pin trước khi sạc lại. Nếu bạn cần hiệu chỉnh chính xác mức pin, hãy thực hiện chu trình sạc đầy và xả mỗi tháng một lần. Để sử dụng hàng ngày, hãy tập trung vào các lần sạc và xả nông.

2. Tránh xa nhiệt độ cao, duy trì thông gió và tản nhiệt

Tránh để pin tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Không sử dụng pin ở không gian chật hẹp, ít thông gió. Đảm bảo tản nhiệt tốt trong quá trình phóng điện ở mức cao để tránh pin ở trạng thái nhiệt độ cao trong thời gian dài.

3. Lưu trữ với nửa lần sạc khi không hoạt động trong thời gian dài:

Nếu không sử dụng pin trong thời gian dài, không bảo quản pin đã được sạc đầy hoặc đã xả hết. Duy trì mức sạc khoảng 50% là lý tưởng. Trước khi cất giữ, hãy sạc ở mức nửa chừng, sau đó sạc lại sau mỗi 1-2 tháng để tránh pin cạn kiệt hoàn toàn. Không bao giờ để pin đã hết hoàn toàn ở một góc trong nhiều tháng.

4. Thực hiện cân bằng thường xuyên để duy trì tính nhất quán của tế bào:

Đối với bộ pin nhiều cell, khi chênh lệch điện áp vượt quá 50mV, hãy thực hiện bảo trì cân bằng kịp thời để bổ sung điện tích cho các cell bị trễ và ngăn không cho một cell làm cạn kiệt toàn bộ bộ pin. Các bảng bảo vệ có chức năng cân bằng có thể thực hiện cân bằng tự động hoặc cân bằng chủ động định kỳ có thể được thực hiện bằng thiết bị chuyên nghiệp, giúp kéo dài tuổi thọ của toàn bộ bộ pin một cách hiệu quả.

5. Ghép tải phù hợp, để lại đủ công suất:

Khi chọn pin, hãy đảm bảo đủ công suất dựa trên khả năng tải thực tế. Tránh sử dụng pin ở mức đầy tải trong thời gian dài. Ví dụ: nếu thiết bị của bạn có công suất đầu ra liên tục là 1000W, hãy thử chọn bộ pin có công suất đầu ra ổn định 1500W trở lên, cho phép pin hoạt động trong phạm vi thoải mái. Tránh tình trạng quá tải và đoản mạch thường xuyên để giảm hư hỏng cho pin do dòng điện tăng cao.

Tóm lại, pin lithium không hề “bất khả chiến bại” như quảng cáo, cũng không mỏng manh, dễ vỡ như nhiều người lầm tưởng. Tuổi thọ của chúng không bao giờ là một con số cố định mà được quyết định bởi chất lượng của cell pin, thói quen sử dụng và phương pháp bảo trì. Hiểu sự thật về vòng đời, chọn loại pin phù hợp cho ứng dụng của bạn và phát triển thói quen sử dụng tốt sẽ cho phép hầu hết các loại pin đều đặn đạt được tuổi thọ thiết kế hoặc thậm chí vượt quá mong đợi. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn tránh được những quan niệm sai lầm thường gặp khi sử dụng pin và giúp pin của bạn bền hơn.