Thị trường pin li-ion tháo khối: tìm ngọc trong cát

Có rất nhiều khối pin trong các thiết bị quân sự, y tế, công nghiệp… bị thải loại mặc dù chúng chưa hỏng hoàn toàn. Nguyên nhân chính dẫn tới thay thế khối pin thường là dung lượng đã bị phai, nội trở cao, và hệ số tự xả cao. Với việc pin ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi trong phương tiện chạy điện EV, thị trường tái chế pin cũ với vòng đời lần 2 trở nên nhộn nhịp là điều chắc chắn.

Pin có thể được phân loại theo thị trường: thiết bị cầm tay, phương tiện giao thông, pin khởi động và hệ thống pin lưu trữ cố đinh. Không phải tất cả pin đều nên tái chế, việc phát hiện ra viên ngọc trong bãi rác đòi hỏi người có kiến thức về pin, ví dụ như hiểu về các loại hóa chất, điện áp, dung lượng, phương pháp sạc và hệ số C. Hơn thế nữa, cần có sự tinh tế nhất định để nhìn ra cơ hội thị trường. Việc biết về vòng đời số 1 sẽ giúp bạn có quyết định chính xác có nên chấp nhận rủi ro kinh doanh loại pin này hay không.

Pin di động và các thiết bị cầm tay

Rất nhiều pin điện thoại di động bị vứt bỏ, khách hàng chỉ cần mang tới phàn nàn là các hãng liền lập tức thay pin mới mà không kiểm tra khối pin cũ. Đây là một phần dịch vụ khách hàng của các hãng di động. Các pin này chất đầy trong những hộp các tông dưới quầy dịch vụ mà không biết dùng vào việc gì. Theo tính toán, người ta đã phát hiện ra rằng 9/10 khối pin đó là tốt và có thể được phục hồi. Một nghiên cứu gần đây ước tính chi phí thay pin phù phiếm là hơn 650 triệu USD mỗi năm chỉ riêng tại Hoa Kỳ.

Những doanh nhân lanh lẹ đã phát hiện ra một cơ hội để tái chế những cục pin bị bỏ đi này. Các trung tâm dịch vụ đã mọc lên ở Hoa Kỳ, Vương quốc Anh và Israel, nơi mua pin dư thừa theo tấn và kiểm tra chúng bằng máy phân tích pin có khả năng thực hiện thử nghiệm nhanh (Xem Thiết bị kiểm tra dung lượng pin ) Một số trung tâm dịch vụ xử lý tới 400.000 cục pin mỗi tháng và các khối pin đã tân trang được phân phối lại dưới dạng loại B cho các cửa hàng. Các nghiên cứu cho thấy những cục pin loại B này hoạt động tốt như một khối pin mới vì không có sự khác biệt nào được báo cáo về tỷ lệ hỏng hóc.

 

Pin trong các thiết bị y tế:

Pin trong các thiết bị y tế thường sử dụng dưới công suất rất nhiều, dẫn tới việc loại bỏ một lượng lớn pin tốt. Một người quản lý Chương trình nghiên cứu lưu trữ năng lượng tại DOE đã đến thăm một nhà máy tái chế ở Hoa Kỳ và phát hiện ra rằng “mỗi năm có khoảng một triệu pin lithium-ion có thể sử dụng được gửi đi để tái chế, hầu hết có dung lượng lên tới 80 %”. Một kỹ thuật viên y tế tại một bệnh viện lớn của Hoa Kỳ ở Michigan tái sử dụng pin đã qua sử dụng từ máy bơm tim của bệnh nhân để cắt cỏ tại nhà bằng máy cắt cỏ chạy điện của mình. Điều này làm cho năng lượng xanh thậm chí còn xanh hơn.

Các kỹ thuật viên trong ngành Y đều biết về việc thay pin rất lãng phí này. Họ ít có thời gian quan tâm tới chúng, thay thế là định kỳ, và các khuyến nghị về bảo dưỡng pin rất mơ hồ và chôn sâu trong giấy tờ.

Các mô hình kinh doanh pin vòng đời thứ 2 này bao gồm như sau: (1) thu thập và thử nghiệm pin từ các tổ chức nếu không sẽ loại bỏ chúng. Phân tích nội bộ bao gồm kiểm tra dung lượng bằng cách áp dụng chu kỳ xả/sạc đầy đủ với thiết bị kiểm tra pin phù hợp . Dung lượng là chỉ số sức khỏe hàng đầu và nên trong khoảng 80 đến 100 %. Ngưỡng thấp hơn có thể được chấp nhận đối với các ứng dụng ít quan trọng hơn.

Khi kiểm tra một khối pin, hãy quan sát cả điện trở bên trong . Điện trở của pin chì và pin lithium vẫn ở mức thấp cho đến hết vòng đời. Mặc dù phép đo ohm không thể dự đoán được dung lượng, nhưng nội trở cao có thể chỉ ra dấu hiệu bất thường như ăn mòn.

Bạn cũng nên bao gồm thử nghiệm hệ số tự xả bằng cách quan sát sự tự tụt áp của pin đã sạc đầy trong 24 giờ hoặc lâu hơn. Điện áp ổn định đảm bảo rằng cell hoặc khối pin không bị căng thẳng quá mức. Chênh lệch điện áp +/-5mV trên mỗi cell sau 24 giờ là khoảng chấp nhận được. Nếu đáp ứng tất cả các yêu cầu, pin có thể được chứng nhận lại và bán với giá giảm.

Có thể kiểm tra từng cell riêng lẻ hoặc để nguyên như một nhóm bằng cách quan sát dung lượng, điện trở bên trong và khả năng tự xả. Khi đóng một khối pin, hãy chú ý đến cân bằng cell pin  . Chỉ sử dụng các cell có cùng số model và hiệu suất tương đương để xây dựng một khối pin. Không nên sử dụng các cell được thiết kế để hoạt động đơn lẻ mà bạn lại đem đóng chúng vào các khối lớn vì hiệu suất có thể khác nhau (Xem Cách sửa chữa khối pin )

Xe điện

Pin được sản xuất cho xe điện được thiết kế để sử dụng lâu hơn so với pin trong các sản phẩm tiêu dùng. Các chuyên gia dự đoán rằng những loại pin công nghiệp bền bỉ này vẫn có thể có tới 70 % dung lượng sau 10 năm sử dụng hoặc 160.000 km lái xe. Nếu có thể mong đợi tuổi thọ dài như vậy, thì việc thử nghiệm và tái sử dụng pin cho một ứng dụng ít đòi hỏi hơn là điều hợp lý. Một số công ty, bao gồm GM và ABB, vẫn đang tận dụng cơ hội kinh doanh này.

Pin quy mô lớn được chia thành các mô-đun nhỏ hơn được kết nối theo chuỗi và song song. Các đơn vị này không cần kiểm tra cấp độ cell nhưng phải đáp ứng các yêu cầu về tình trạng sức khỏe State of Health (SoH) như một mô-đun bao gồm dung lượng, điện trở bên trong và khả năng tự xả. Các mô-đun có mức hiệu suất tương tự sau đó có thể được nhóm lại với nhau và sử dụng cho hệ thống năng lượng mặt trời và các hệ thống khác.

Pin khởi động

Những loại pin này thường được kiểm tra bằng thử tải hoặc thiết bị đọc CCA (cold cranking ampe). Một pin dùng để khởi động có thể được bán để lấy tiền, nhưng chỉ riêng phép đo CCA không thể biết được dung lượng, vốn là chỉ số sức khỏe hàng đầu. CCA cho bạn biết điện trở bên trong luôn ở mức thấp trong hầu hết thời gian sử dụng của pin trong khi dung lượng dần giảm theo thời gian và quá trình sử dụng. Việc chỉ đọc pin khởi động bằng thông số CCA là một canh bạc; nếu có thể, bạn hãy thêm phép đo dung lượng sẽ có giá trị bán lại cao hơn (Xem Cách đo dung lượng )

Trạm pin cố định

Trạm pin cố định chủ yếu là axit chì. Không có cách dễ dàng nào để kiểm tra dung lượng ngoài việc sạc đầy & xả cạn. Những loại pin này thường được thay thế sau 5–10 năm sử dụng; thường xuyên hơn ở những vùng có khí hậu nóng . Các lỗi của pin có xu hướng là vĩnh viễn, nhưng các lỗi liên quan đến sunfat hóa có thể được khắc phục nếu phát hiện kịp thời. Sunfat hóa thường xảy ra trên hệ thống năng lượng mặt trời khi pin không bao giờ được sạc đầy hoàn toàn. Điều này cũng phổ biến trên xe lăn điện, xe này chỉ có thể sạc trong 8 giờ qua đêm.

Việc thêm chất phụ gia để sửa chữa một cục pin axit chì bị phai dung lượng thường không đáng công sức. Cũng như với tất cả các sản phẩm, chúng ta cần cân nhắc giảm thiểu chất thải bằng cách hiểu biết cách dùng pin, không lạm dụng chúng và chỉ vứt bỏ khi không thể cứu vãn được nữa.