So sánh pin Lithium kim loại và pin Lithium-ion (Li-ion)

Khi nhắc tới thuật ngữ pin lithium, ngày nay chúng ta đều cho rằng đây là thuật ngữ chỉ pin sạc lại lithium-ion, thực tế không phải vậy. Pin lithium bao gồm (1) pin lithium kim loại – loại pin chỉ dùng một lần, và (2) pin sạc nhiều lần lithium-ion và (3) pin lithium kim loại loại sạc lại. Tuy nhiên, trong quá khứ, pin lithium kim sạc lại (sử dụng anode là kim loại lithium), nhưng lô pin này đã gặp sự cố cháy nổ tại Nhật Bản vào năm 1991. Loại pin này sau đó đã ngừng sản xuất. Vì vậy, pin lithium hiện chỉ còn hai nhánh phổ biến là (1) và (2).

Xem thêm: Lịch sử nghiên cứu pin gốc lithium

Định nghĩa: Pin lithium kim loại là loại pin sơ cấp có lithium kim loại làm anode. Tên gọi này cố ý ám chỉ kim loại để phân biệt với pin lithium-ion, loại pin sử dụng oxit kim loại lithium làm vật liệu cathode còn anode là than chì. Chúng khác biệt so với các loại pin khác ở mật độ năng lượng cao, khả năng cấp điện ngay lập tức, tuổi thọ dài và không cần sạc lại. Tùy thuộc vào thiết kế và hợp chất hóa học được sử dụng, các cell pin có thể có  điện áp từ 1,5 V (tương đương với pin kẽm-cacbon hoặc pin kiềm) đến khoảng 3,7 V, nhưng dòng xả rất thấp.

 

Loại pin	Pin Lithium-Ion	Pin Lithium-Kim loại	Đọc thêm
Anode	Làm bằng than chì graphite	Kim loại lithium nguyên chất	Cấu tạo pin
Loại pin	Là pin thứ cấp, sạc lại nhiều lần. (Secondary battery, rechargable battery)	Là pin sơ cấp, chỉ dùng một lần, không sạc lại. (Primary battery, non rechargable battery)	Các loại pin sơ cấp
Năng lượng riêng (Energy density)	Thấp hơn pin lithium kim loại	Cao
Lượng chất lithium  cần dùng	Thấp hơn pin lithium kim loại	Cao
Dòng xả	Cao	Thấp hơn
Điện áp cell pin danh định	3.2V – 3.6v	1.5-3.7V
Tuổi thọ	Pin lithium-ion có tuổi thọ ngắn hơn, thường là khoảng 500 – 3000 chu kỳ sạc/xả tùy theo hóa chất, tức khoảng từ 1-5 năm.	Pin kim loại lithium có tuổi thọ tương đối dài hơn so với pin li-ion, khoảng 10 – 15 năm.
Sự an toàn	Pin lithium-ion ít gây nguy hiểm hơn và đám cháy có thể dập bằng nước thông thường. Đã có nhiều vụ cháy nổ do pin bị sử dụng không đúng cách, hoặc bị lạm dụng do va đập, sốc nhiệt, sốc điện.	Pin lithium-kim loại sử dụng kim loại lithium nguyên chất, nếu pin này bị rách hoặc dập vỡ, nó có thể phản ứng dữ dội với nước hoặc thậm chí là hơi nước; đám cháy này rất khó dập, phải dùng hóa chất chuyên dung. Tuy nhiên thông thường, chúng không nổ bao giờ.
Đơn giá đầu tư ban đầu	Pin lithium-ion có giá thành tương đối đắt.	Pin lithium kim loại có đơn giá rẻ hơn pin li-ion.
Giá thành sau thời gian dài sử dụng	Thấp	Đắt đỏ
Nhiệt độ hoạt động	Pin lithium-ion có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn để mang lại hiệu suất tối ưu.	Pin lithium kim loại có khoảng hoạt động nhiệt thấp,  điều kiện nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của pin.
Hiệu suất sạc	Hiệu suất sạc của pin lithium-ion rất cao.	Không sạc
Sản xuất công nghiệp	Pin lithium-ion dễ sản xuất hơn.	Pin lithium-kim loại rất phức tạp khi sản xuất do kim loại lithium nguyên chất có khả năng phản ứng cao.
Ứng dụng	Pin lithium-ion được sử dụng trong hầu hết các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy tính bảng và các mặt hàng tiêu dùng khác.	Pin lithium-kim loại chủ yếu được sử dụng khi cần nguồn điện trong thời gian dài mà không cần sạc/thay thế trong điều kiện xa xôi khó khăn như trong máy báo khói, camera không dây, máy trợ thính, trợ tim, thiết bị cảnh báo môi trường, điều khiển từ xa…

 

Hình 1: Pin lithium kim loại cúc áo 3v

Hình 3: Pin lithium-ion sạc lại