Với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp pin, LiFePO4 đã dễ tiếp cận hơn nhưng nếu so sánh với Lithium-Ion thì khác biệt ở đâu? Và đâu sẽ là lựa chọn tốt nhất trên các trạm năng lượng hiện nay?
Ngành công nghiệp pin đã có những bước tiến vượt bậc trong những năm gần đây, giúp các công nghệ tiên tiến trở nên dễ tiếp cận hơn về mặt giá cả. Phốt phát sắt lithium (còn được gọi là LiFePO4 hoặc LFP) là sự phát triển mới nhất trong ngành công nghiệp. Giá thành của pin LFP đã giảm đáng kể trong những năm gần đây – và hiệu suất của nó cũng được cải thiện đáng kể. Loại pin này đang vượt qua pin Lithium-Ion (Li-ion) để trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều ứng dụng, bao gồm hệ thống năng lượng mặt trời và nguồn điện độc lập (off-grid), thậm chí cả xe điện (EV).
Pin LiFePO4 tương tự như pin Li-ion nhưng có những ưu điểm đáng kể khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các giải pháp dự phòng điện dân dụng. Tuy vậy nếu đặt lên bàn cân so sánh các giá trị và khác biệt thì đâu là lựa chọn tốt nhất nếu sử dụng cho các trạm năng lượng? Bài viết này sẽ giúp cho bạn hiểu rõ hơn.
Mặc dù cả hai đều là pin sạc dùng để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện, nhưng pin LiFePO4 và pin Lithium-Ion lại có những điểm khác biệt đáng kể.
Pin LiFePO4:
- Là một loại pin thuộc nhóm pin Lithium-Ion, sử dụng thành phần hóa học đặc biệt để mang lại nhiều ưu điểm so với các công nghệ Lithium khác.
- Ngày càng được sử dụng phổ biến trong các giải pháp năng lượng mặt trời, nguồn điện độc lập (off-grid) và các bộ dự phòng năng lượng như EcoFlow Power Kits.
- Tên gọi LFP bắt nguồn từ thành phần hóa học của cực dương, được cấu tạo từ lithium iron phosphate (LiFePO4). cực âm thường được làm từ carbon, chất điện phân là muối lithium trong dung môi hữu cơ.
- Đặc tính hóa học của LiFePO4 mang lại các tính năng an toàn vượt trội so với pin Lithium-Ion. Sự có mặt của các nguyên tử sắt, phốt pho và oxy trong cực dương tạo thành các liên kết cộng hóa trị mạnh. Điều này giúp pin ổn định hơn, ít bị hiện tượng mất kiểm soát nhiệt và quá nhiệt.
- Pin LiFePO4 không sử dụng niken hoặc coban – hai kim loại đang dần khan hiếm và thường có nguồn gốc khai thác không minh bạch
Pin Lithium-Ion:
- Gồm nhiều thành phần hóa học khác nhau, bao gồm lithium iron phosphate (LiFePO4), lithium manganese oxide (LMO) và lithium cobalt oxide (LiCoO2).
- Cũng có 3 thành phần chính: cực dương, cực âm và chất điện phân. Chất điện phân là muối lithium, cực âm làm từ carbon. Sự khác biệt nằm ở cực dương, được tạo thành từ một trong những oxit kim loại lithium theo tên gọi của chúng.
- Quá trình sạc và xả của cả hai loại pin này đều giống nhau. Khi các ion lithium di chuyển từ cực dương sang cực âm, các electron di chuyển theo hướng ngược lại. Sự chuyển động này tạo ra dòng điện.
So sánh pin LiFePO4 với Lithium Ion
Độ an toàn
Pin LiFePO4 an toàn hơn pin Lithium-Ion nhờ các liên kết cộng hóa trị mạnh mẽ giữa các nguyên tử sắt, phốt pho và oxy trong cực dương. Các liên kết này giúp pin ổn định hơn, ít bị hiện tượng mất kiểm soát nhiệt và quá nhiệt. Đây là những vấn đề khiến pin Lithium-Ion có nguy cơ cháy nổ cao hơn.
Độ ổn định chính là lý do vì sao pin LiFePO4 trở thành tiêu chuẩn trong các ứng dụng năng lượng mặt trời và nguồn điện độc lập. Khi sử dụng pin tại nhà, bất kỳ sự cố quá nhiệt hay trục trặc nào cũng có thể gây nguy hiểm. Do đó, gia đình có thể yên tâm lưu trữ pin LiFePO4 trong nhà mà không cần lo lắng về các vấn đề an toàn cháy nổ.
Mật độ năng lượng
Pin Lithium-Ion thường có mật độ năng lượng cao hơn pin LiFePO4. Mật độ năng lượng của pin là thước đo lượng năng lượng mà nó có thể lưu trữ trên một đơn vị thể tích hoặc trọng lượng. Pin Lithium-Ion có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trên cùng một đơn vị thể tích hoặc trọng lượng so với pin LiFePO4.
Ví dụ, mật độ năng lượng của một pin Lithium-Ion điển hình là khoảng 100-265 Wh/kg, trong khi mật độ năng lượng của pin LiFePO4 là khoảng 90-120 Wh/kg.
Đối với các giải pháp năng lượng độc lập (off-grid), pin LiFePO4 vẫn là lựa chọn tối ưu, ngay cả khi xét đến mật độ năng lượng thấp hơn một chút. Sự chênh lệch này không đáng kể khi bạn chuyển sang các giải pháp năng lượng lưu trữ di động lớn hơn.
Trọng lượng
Như đã đề cập ở trên, trọng lượng của một bộ pin có liên quan đến mật độ năng lượng. Bộ pin LiFePO4 sẽ nặng hơn khi so với bộ pin Lithium-Ion có cùng dung lượng, trong khi một số pin LFP khác lại nhẹ hơn do sử dụng kim loại nhẹ hơn trong quá trình chế tạo. Tuy nhiên, bất kỳ sự chênh lệch nhỏ về trọng lượng nào cũng không đáng kể so với những ưu điểm vượt trội khác của pin LFP.
Pin Lithium-Ion có mật độ năng lượng cao hơn – chẳng hạn như niken-coban-nhôm (NCA) và niken-coban-mangan (NCM). Nhưng nếu các tuỳ chọn dung lượng lớn thì không còn được coi là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng năng lượng mặt trời và nguồn điện độc lập nữa vì mức độ nguy hiểm tăng theo. Thay vào đó, các giải pháp năng lượng gia đình sử dụng công nghệ an toàn hơn và tuổi thọ cao hơn như LiFePO4 sẽ là lựa chọn hàng đầu.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Pin LiFePO4 có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn. Chúng có thể hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ từ -20°C (-4°F) đến tận 60°C (140°F). Ngược lại, pin Lithium-Ion có phạm vi nhiệt độ hoạt động ít hơn nhiều, chỉ từ 0°C (32°F) đến 45°C (113°F).
Pin LiFePO4 có thể được dùng trong nhà, nhà kho hoặc các không gian khác. Chúng ít bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhiệt độ, do đó bạn có nhiều lựa chọn hơn về vị trí đặt pin mà không lo bị hư hỏng hoặc giảm hiệu suất.
Tuổi thọ pin
Pin Li-ion thông thường có tuổi thọ khoảng hơn 500 chu kỳ sạc và xả trước khi hiệu suất giảm. Trong khi đó pin LiFePO4 có thể trải qua hàng nghìn chu kỳ sạc trước khi hiệu suất bắt đầu giảm.
Ví dụ, trạm năng lượng EcoFlow DELTA Pro Portable Power Station có tuổi thọ 6500 chu kỳ sạc trước khi dung lượng giảm xuống 50%. Các lựa chọn nhỏ hơn thường có tuổi thọ thấp hơn, chẳng hạn như EcoFlow RIVER 2 Pro Portable Power Station, có tuổi thọ đạt 80% dung lượng trở lên sau 3000 chu kỳ sạc. Tuy nhiên, đây vẫn là một tuổi thọ đáng tin cậy.
Tuổi thọ dài hơn cũng có nghĩa là pin LiFePO4 sẽ giảm thiểu tác động môi trường do rác thải điện tử. Việc không chứa niken và coban cũng khiến chúng thân thiện với môi trường hơn.
Giá thành
Giá thành trên mỗi watt giờ của pin LiFePO4 và Li-ion có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào nhà sản xuất, nhu cầu thị trường và dung lượng.
Pin LiFePO4 không sử dụng niken hoặc coban, những vật liệu có nguồn cung và giá cả biến động mạnh nên giá thành có thể sẽ rẻ hơn nếu dung lượng pin lớn. Tuy nhiên đây vẫn là một loại pin hoá học tương đối mới, có ít nhà sản xuất hơn và nguồn cung ít hơn, điều này có thể làm cho pin LiFePO4 đắt hơn một chút nếu tính theo Wh so với Li-ion.
Mặc dù vậy nhưng hiện tại các trạm năng lượng EcoFlow đã phổ biến hơn rất nhiều nên giá thành cũng đã dần dễ chịu hơn. Với nhiều mẫu mã đáp ứng các nhu cầu khác nhau với mức giá khác nhau thì những loại pin LiFePO4 dễ tiếp cận hơn rất nhiều.
Một lựa chọn tốt nhất cho mọi nhu cầu là RIVER 2 với dung lượng cơ bản 256Wh đủ sức sạc nhiều thiết bị di động hay cấp điện cho một số vật dụng cần thiết khi cắm trại. Như vậy người dùng nếu muốn bắt đầu trải nghiệm thử các giải pháp trạm năng lượng nhưng không muốn chi quá nhiều tiền thì tuỳ chọn cơ bản là hợp lý nhất. Hiện tại trạm năng lượng đang có khuyến mãi giảm gần 50 USD và kèm túi đựng rất hấp dẫn.
Tỷ lệ hao điện
Pin LiFePO4 có tỷ lệ tự phóng điện khoảng 1-3% mỗi tháng, tùy thuộc vào mức sử dụng, nhiệt độ và các yếu tố khác. Tỷ lệ tự phóng điện thấp này cho phép bạn lưu trữ pin trong nhiều tháng mà ít hao hụt năng lượng lưu trữ bên trong. Ngay cả sau một thời gian không sử dụng, pin vẫn có thể cung cấp nguồn năng lượng đáng kể. Nhưng để có đủ năng lượng sử dụng thì nên sạc đầy pin của bạn ít nhất vài tháng một lần để giữ cho pin hoạt động tốt nhất.
Điện áp
Pin LiFePO4 có điện áp danh định thấp hơn pin Li-ion, thường là khoảng 3.2V mỗi cell, so với 3.6V đến 3.7V mỗi cell của pin Li-ion. Điện áp có thể ảnh hưởng đến thiết kế của các khối pin và yêu cầu điện áp của các thiết bị sử dụng chúng.
Tổng kết, LiFePO4 có tốt hơn Lithium-Ion không?
Sau loạt thông tin ở trên thì có thể thấy LiFePO4 vượt trội hơn Lithium-Ion về mặt an toàn, một trong những yếu tố quan trọng nhất. Vì thế mà đây là một lựa chọn lý tưởng cho việc sử dụng lâu dài.
Trong khi đó Lithium-Ion có thể rẻ hơn ban đầu và tiện lợi hơn, dễ tiếp cận hơn nếu so sánh. Nhưng khả năng quá nhiệt của nó lại tiềm ẩn rủi ro cần lưu ý.
LiFePO4 so với pin Lithium-Ion: Loại nào phù hợp với bạn?
Tổng kết lại thì nếu bạn đang tìm kiếm trạm năng lượng di động, hay một thiết bị lưu trữ điện dùng cho các trường hợp khẩn cấp hoặc dùng cho du lịch, cắm trại thì EcoFlow với pin LiFePO4 là lựa chọn đúng đắn. Ngoài ra yếu tố quan trọng là sự an toàn thì LiFePO4 sẽ đảm bảo tốt hơn.
Nếu nhu cầu không cao, muốn trải nghiệm các sản phẩm trạm năng lượng dự phòng thì bạn có thể sử dụng các dòng trạm EcoFlow RIVER 2. Còn nếu nhu cầu cao hơn, đến quy mô cấp điện cho gia đình thì dòng DELTA là lựa chọn đáng cân nhắc. Bất kể nhu cầu lớn hay nhỏ, các thiết bị từ EcoFlow đều sử dụng LiFePO4 sẽ mang đến sự an tâm hơn.
Pin Lithium-Ion trong khi đó là lựa chọn rẻ hơn nhưng với việc các nguồn nguyên liệu đang ngày càng khan hiếm thì giá thành dần dần cũng sẽ tăng. Tuy nhiên đây vẫn là lựa chọn tốt cho các loại pin sạc dự phòng cỡ nhỏ.
