An toàn pin Lithium: Nguy cơ nghiêm trọng do sạc quá mức và xả quá mức

Trong cuộc sống hiện đại, pin lithium được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điện thoại di động, máy tính xách tay và xe điện. Với những ưu điểm như mật độ năng lượng cao và tuổi thọ chu kỳ dài, nó đã trở thành nguồn điện được ưu tiên cho nhiều thiết bị điện tử. Tuy nhiên, việc sạc quá mức và xả quá mức sẽ gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến độ an toàn của pin lithium, thậm chí có thể gây ra tai nạn và đe dọa đến tính mạng cũng như tài sản của chúng ta. Vậy cụ thể, những tác hại của việc sạc quá mức và xả quá mức là gì?

Sạc quá mức đề cập đến việc sạc pin lithium quá lâu, vượt quá khả năng sạc bình thường của nó. Trong quá trình sạc bình thường, phản ứng điện hóa bên trong pin có thể kiểm soát được, nhưng trạng thái sạc quá mức sẽ phá vỡ sự cân bằng này. Khi sạc quá mức tiếp diễn, nồng độ ion lithium trên bề mặt điện cực âm quá cao và bắt đầu lắng đọng để hình thành các dendrite lithium. Những dendrite lithium này giống như những con dao sắc, tùy tiện cắt phá bên trong pin. Khi chúng đâm xuyên qua màng ngăn, sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong pin. Vào thời điểm đoản mạch, một lượng lớn nhiệt được sinh ra, nhiệt độ pin tăng đột ngột, có thể gây cháy hoặc thậm chí nổ. Ngoài ra, việc sạc quá mức sẽ khiến chất điện phân bị phân hủy, sinh ra khí và làm tăng áp suất bên trong pin. Khi áp suất vượt quá giới hạn của vỏ pin, pin sẽ bị phồng lên hoặc thậm chí vỡ ra, khiến các chất độc hại rò rỉ, gây ô nhiễm môi trường và đe dọa sức khỏe con người.

Tình trạng xả điện quá mức cũng không nên bị xem nhẹ. Khi một pin lithium bị xả điện quá mức và điện áp ngắt xả thấp hơn điện áp tối thiểu được quy định, điện thế bề mặt của điện cực âm sẽ giảm mạnh, kích hoạt một loạt phản ứng bất lợi. Chất dung môi hữu cơ bên trong pin bắt đầu phân hủy, tạo ra các phản ứng hóa học không thể đảo ngược, dẫn đến suy giảm hiệu suất pin, suy giảm dung lượng, điện trở trong tăng lên và các vấn đề khác. Ngoài ra, lớp cách điện (màng ngăn) cũng bị tổn hại, làm tăng nguy cơ đoản mạch nội bộ. Trong môi trường nhiệt độ thấp, tình trạng xả điện quá mức cũng có thể khiến chất điện phân đóng băng, làm chậm hơn nữa quá trình truyền dẫn ion, dễ gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ trong quá trình sạc tiếp theo, đe dọa đến độ an toàn của pin.

Việc sử dụng an toàn pin lithium liên quan đến mọi khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta. Để tránh những hậu quả nghiêm trọng do sạc quá mức và xả quá mức, chúng ta phải thực hiện các biện pháp hiệu quả. Trong sinh hoạt hàng ngày, khi sạc thiết bị, bạn nên tránh việc sạc liên tục trong thời gian dài. Tốt nhất nên sử dụng bộ sạc chính hãng hoặc của nhà sản xuất uy tín. Những bộ sạc này thường được trang bị thiết bị bảo vệ chống sạc quá mức, có thể tự động ngừng sạc sau khi pin đầy. Đối với các thiết bị có pin thay thế được, hãy sạc pin kịp thời khi dung lượng pin còn khoảng 20% - 30%, để tránh xả kiệt pin quá mức. Đồng thời, kiểm tra tình trạng pin định kỳ. Nếu phát hiện các hiện tượng bất thường như phồng pin hoặc rò rỉ, hãy ngừng sử dụng ngay lập tức và thay pin mới. Đối với các thiết bị lớn như xe điện, hệ thống quản lý pin (BMS) của nó đóng vai trò rất quan trọng. Hệ thống này có thể giám sát theo thời gian thực các thông số như điện áp, dòng điện, nhiệt độ của pin, điều khiển chính xác quá trình sạc và xả, ngăn ngừa việc sạc và xả quá mức, đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của pin.

Tóm lại, tác động của việc sạc quá mức và xả quá mức đối với an toàn của pin lithium không thể bỏ qua. Hiểu rõ những nguy cơ này và sử dụng đúng cách pin lithium trong đời sống hàng ngày là những biện pháp quan trọng để đảm bảo an toàn cho chúng ta. Hãy bắt đầu từ bây giờ, trân trọng các loại pin, tránh xa việc sạc quá mức và xả quá mức, cùng nhau xây dựng một môi trường sử dụng điện an toàn .