Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động các loại pin

Tìm hiểu khái niệm về pin là gì

Theo khái niệm chung chính thống thì Pin nó là một loại năng lượng mang điện năng tạo nguồn cấp cho nhiều thiết bị điện khác nhau. Mà nguồn điện năng của pin được sản sinh ra nhờ sự giao thoa biến đổi từ năng lượng hoá học tạo nên

Theo tên gọi thì pin tiếng anh người ta gọi là battery

Còn theo lý thuyết Phương Tây thì Pin là một nguồn năng lượng dự trữ có hạn sử dụng. Pin có 2 loại là pin sạc và pin năng lượng mặt trời; chúng được chia nhỏ ra nhiều loại pin khác nhau mình sẽ đề cập ở phần chia sẻ bên dưới

Đối với China học thì pin là một thiết bị năng lượng có tính di động; và chúng được kích trong tất cả các môi trường khi chúng ta có nhu cầu sử dụng. Hiện nay; đa phần ở Việt Nam chúng ta sử dụng nguồn pin xuất xứ từ Trung Quốc rất nhiều

Đấy là khái niệm chung cho pin. Còn bây giờ chúng ta sẽ đi sâu nguồn kiến thức từ nhiều loại pin khác nhau nhé !

Pin AA là gì

Pin aa tiếng anh gọi là battery AA là một loại pin tiểu có kích thước nhỏ hay được ứng dụng làm nguồn cấp cho Remote điều khiển máy điều hoá, Remote tivi, các con chuột máy tính; cân điện tử, thiết bị đồ chơi trẻ em như ô tô, búp bê, đèn pin…..

Về độ thông dụng thì đây được ví như một loại pin nhỏ gọn được tích hợp trong vô vàn thiết bị. Chúng được nhiều hãng sản xuất lớn trên thế giới tạo ra như sony, panasonic, Energizer, tosihba….Trong đó; chất lượng nhất vẫn là loại pin AA của hãng Energizer

Tất nhiên; loại pin này gắn vào các thiết bị trên luôn kín nên việc pin bị rỉ hoặc ăn mòn theo thời gian rất hiếm. Bên cạnh đó; nguồn điện cấp trong pin AA nhỏ nên không ảnh hưởng đến người sử dụng

Nhìn ở phương diện ba quát thì hầu hết các loại pin tiểu aa đều có chung một phương thức cấu tạo. Với các thành phần hoá học chính đến từ kiềm, lithium, carbon-zin, kẽm-clorua hoặc NiMH, Li-ion, NiZn, NiOOH, NiCd, Li-FeS ₂ , LiFePO4, Li-MnO ₂ , Li-SOCl ₂  

Dung lượng pin AA lớn cỡ nào

Dựa vào sự phân tán rộng rãi như một nguồn điện mini chất lượng cao thì câu hỏi đặt ra:

Pin aa có dung lượng pin ra sao; chúng có đủ nguồn điện để cấp cho một thiết bị trong thời gian lâu dài hay không ?

Theo tôi tìm hiểu thì đây là một loại pin được thiết kế dung lượng thông qua đơn vị mAh tiếng anh gọi là Milliamp giờ

Trên pin tường có ký hiệu 2850 mAh; và đó chính là dung lượng vốn có của dòng pin này. Điện áp pin tầm 1,55 V. Cũng có một số pin AA thông dụng có dung lượng dao động 1800-2700 mAh

Theo một phương diện lý thuyết khác thì dung lượng pin aa ký hiệu là cm ³  hoặc  inch ³  tương ứng ~8,3 cm ³ , ~0,506 inch ³

Kích thước pin AA ra sao

Nói đến kích thước thì chúng ta không thể không có sự nể phục các anh kỹ sư cơ khí ; vì chính bản thân họ là người lên bản vẽ dựa trên ý tưởng thiết kế ra loại pin này. Đây được xem như một sự nghiên cứu có bước đột phá trong ngành năng lượng hiện nay

Nếu hay đi siêu thị hoặc các tiệm điện bạn sẽ thấy có rất nhiều loại pin AA của các hãng khác nhau. Trên pin sẽ ghi kích thước chung 14,5*50,5.

Tuy pin AA các hãng có sự khác nhau về sự thiết kế tuỳ thuộc vào độ tưởng tượng của các anh kỹ sư cơ khí. Nhưng về kích thước chúng hoàn toàn giống nhau; nếu kích thước pin AA giữa các hãng có lệch cũng không đang kể vì chúng ứng dụng trên cùng một thiết bị điều khiển

Pin AA và AAA khác nhau gì

Đối với cách gọi tắt đối với pin AA thì người ta thường gọi là pin 2A vì ký hiệu nó 2 chữ A. Còn pin AAA gọi là 3A vì bản thân nó có tới 3 chữ A ký hiệu trên pin

• Kích thước
• Dung lượng
• Điện trở khi cùng môi chất trong pin

Đối với các dòng pin aa ( 2a ) luôn có kích thước lớn nên dung lượng của nó chắc chắn phải lớn hơn rồi đấy. Tuy nhiên; nếu cùng một lưu chất hoá học tạo nên cho 2 loại pin này thì AA lại có điện trở thấp hơn; điện trả ra mạnh hơn

Còn đối với pin AAA ( 3A  ) nó nhỏ xíu thôi nên dung lượng bé lắm. Điện trở cao, điện xả ra yếu hơn pin 2A

Nghiên cứu cấu tạo chung các loại pin điện hoá

Thực ra; để mà nhìn rõ bản thân một loại pin lớn hay nhỏ có cấu tạo thế nào thì chỉ xin anh em kỹ sư cơ khí bản thiết kế thôi. Chứ chúng ta mà tò mò đem đi mổ xẻ để nghiên cứu là không an toàn đâu; vì bản thân của những con pin này đều có chứa ít nhiều lượng axit nhất định

Về cấu tạo chung của các loại pin chúng sẽ có thiết kế 6 thành phần chính:

Lớp vỏ bảo vệ pin bên ngoài và tạo sự an toàn cho người sử dụng

• Cực điện của pin
• Lớp phân tách các điện cực
• Cực dương – Cực âm
• Dung dịch hoá chất mang ion
• Chân dẫn điện

Để anh em hiểu rõ hơn thì mình có thể hiện luôn một bức ảnh phác hoạ thực tế về cấu tạo chi tiết các thành phần của pin

Xét về nguyên liệu chính tạo nên các dòng pin phổ biến hiện nay mình sẽ chia sẻ sâu cho anh em về cấu tạo một số loại pin thông dụng

Pin sơ cấp là gì ? Cấu tạo pin sơ cấp ?

Pin sơ cấp có tên tiếng anh primary battery là một loại pin hoạt động dựa trên quá trình oxi hoá khử liên tục; để biến đổi nguồn hoá chất di chuyển bên trong thành các dòng ion âm dương mang tính điện năng để phục vụ cho các thiết bị điều khiển

Cấu tạo loại pin này bao gồm 2 cực khác nhau âm và dương. Hợp chất ion chưa trong pin sẽ tự tạo điện phân thành ion âm về cực âm ký hiệu dấu – ; ion dương về cực dương ký hiệu dấu +

Pin sơ cấp nằm trong nhóm pin dùng để sạc

Hầu hết các loại pin sơ cấp được cấu tạo từ kẽm, carbon và mangan dioxide

Pin thứ cấp là gì ? Ưu nhược điểm của pin thứ cấp

Pin thứ cấp tên tiếng anh gọi secondary battery là một loại pin ứng dụng rộng rãi trong đời sống xã hội hiện nay. Vì loại pin này có lượng trữ điện năng rất cao; chúng ta có thể hoàn toàn sạc đi sạc lại khi hết pin bằng cách cấp một nguồn điện khác tương ứng cho nó

Việc xả và sạc pin thứ cấp luôn lặp đi lặp lại với tuổi thọ pin có thể là 6 tháng; 12 tháng hoặc 24-36 tháng tuỳ vào từng ứng dụng.

95% các loại pin thứ cấp được tạo từ những nguyên liệu chính nickel và cadmium

Là loại pin dùng để ứng dụng gắn cấp nguồn cho điện thoại; máy tính, có thể là một loại ắc quy tích điện giúp các xe cơ giới khởi động, các xe đạp điện, máy điện, ô tô điện….. Đều sử dụng nguồn pin này để hoạt động

Pin thứ cấp có một số ưu điểm nổi trội:

Dung lượng điện tích tụ lớn dùng cho thiết bị trong thời gian lâu hơn

Tốc độ xả pin cao cấp nguồn tốt, thiết kế nhỏ gọn linh động dễ mang đi

Nhược điểm pin thứ cấp dùng không cẩn thận dễ dàng gây cháy nổ ảnh hưởng đến sức khoẻ người dùng; tích điện kém về lâu dài tuổi thọ pin không cao hay còn gọi là bị chai pin. Giá thành loại pin thứ cấp không hề rẻ

Tìm hiểu khái niệm pin nhiên liệu là gì

Pin nhiên liệu tên tiếng anh fuel cell là một loại pin có cấu tạo cao cấp tạo ra nguồn điện năng bằng nhiều phương pháp điện hoá. Pin nhiên liệu được bắt nguồn từ các nhà máy sản xuất điện; các trạm thuỷ điện…

Là loại pin không cần sạc ứng dụng trong các cơ sở sản xuất; hệ thống giao thông, các hộ gia đình, các thiết bị xe ô tô, xe tải, xe cẩu….

Cấu tạo pin nhiên liệu gồm 2 cực âm dương và lớp màng điện phân ở giữa. Chúng tạo ra dòng điện do sự điện hoá giữa oxy và Hydro

Pin năng lượng mặt trời là gì

Pin mặt trời tiếng anh gọi solar battery là một loại pin tấm được cải tiến rất đặt biệt. Chúng sử dụng toàn bộ là nguồn năng lượng thiên nhiên tự phát. Đây cũng là một loại pin sạc dựa trên nguyên lý hoạt động hình thành năng lượng bằng cách thu ánh sáng mặt trời lại và chuyển hoá chúng thành nguồn năng lượng điện năng

Tất nhiên; trong tất cả các loại pin luệt kê bên trên thì bản thân pin năng lượng mặt trời giúp chúng ta cung cấp lượng điện phù hợp cho từng thiết bị; bên cạnh đó người dân mặc dù ứng dụng rất rộng rãi loại pin này nhưng trước giờ chúng hoàn toàn không làm ảnh hưởng đến sự ô nhiễm môi trường

Cho nên nhiều người đặt câu hỏi:

Pin năng lượng mặt trời có thân thiện với môi trường không thì anh em bảo có nhé !

Cấu tạo pin năng lượng mặt trời rất đơn giản: Nó được thiết kế 1 tấm pin đảm nhiệm vai trò thu ánh sáng mặt trời. Tấm pin càng lớn thì mức tạo điện càng nhiều

Bên trong tấm pin có các linh kiện điện tử đảm nhận vài trò như một bộ chuyển đổi nhằm mục đích chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành nguồn điện năng

Cuối cùng là dây dẫn để truyền tải điện đến các thiết bị cần dùng như bóng đèn, tivi, tủ lanh, máy điều hoà, sensor báo mức , ….

Pin lithium là gì

Pin lithium tiếng anh người ta gọi lithium battery là một loại pin khá đặc biệt bởi thiết kế nhỏ gon nhưng nguồn năng lượng bên trong rất lớn; mà do công nghệ sản xuất pin đặc biệt nên chi phí loại này có giá rất rẻ

Nếu so sánh về nguồn điện áp giữa pin lithium và pin axit chì thì tất nhiên điện lithium battery chiếm lợi thế hơn: Cụ thể điện áp pin lithium là 3,2v trong khi pin axit chì chỉ nằm trong khoảng 2V

Cho nên trong quá tình sản xuất lithium battery luôn đạt tiêu chí điện cao hơn các loại pin khác. Ví dụ nếu sự kết hợp các phần tử tăng gấp 4 lần thì điện pin lúc này sẽ là 12,8V trong khi pin khác chỉ 12V

Về sự giống nhau giữa pin lithium và pin axit chính là nguồn điện sạc nên trong quá tình vận hành chúng ta có thể thay thế trực tiếp pin axit nếu như nó thiếu nguồn cung

Còn nếu so về độ an toàn thì phải công nhận lithium battery là một loại pin hạn chế tính năng rỉ axit, rỉ khí độc; không gây nguy hại với các hệ thống dễ cháy nổ nếu chúng ta có một số biện pháp an toàn

Pin lithium-ion là gì ? Cấu tạo pin lithium ion

Lithium ion là một loại pin chúng ta thường thấy trong các loại điện thoại, xe đạp điện, ô tô điện… Cũng như các loại pin khác thì lithium-ion cũng đóng vai trò cung cấp nguòn năng lượng để các thiết bị trên hoạt động xuyên suốt

Đặc tính thì đây là một loại pin sạc có cấu tạo từ đơn hoặc đa dạng cực điện lithium-ion. Phía trong là dung dịch điện hoá mang các dòng điện dương và dòng điện âm; Bên ngoài được thiết kế lớp vỏ bọc bằng nhựa hình chữ nhật gắn thêm 2 cực ký hiệu + và –

Xét về cấu tạo chi tiết thì bản thân pin lithium-ion được hình thành từ các:

• Điện cực để kết nối dây điện truyền nguồn điện cho thiết bị hoạt động. Bao gồm điện cực âm và điện cực dương ở 2 bên đối nhau
• Một loại chất lỏng điện hoá được lưu trữ trong đó để kết nối điện
• Phía trong có thiết kế các lớp có tính năng dẫn điện âm hoặc ương lên các cực một cách liên tục. Và cuối cùng là cái màng chắn để tách điện dương ra diện dương; điện cực âm ra điện âm
• Cấu tạo sau cùng là lớp vỏ vảo vệ bên ngoài tránh rò rỉ axit ăn mòn gây nguy hại cho người sử dụng; và tránh sự xâm nhập của chất lỏng hoặc bụi bẩn bên ngoài

Các loại pin hiện nay

Thị trường cũng có khá nhiều loại pin; nhưng khi chúng ta xét về nhiều phương diện nhìn nhận khác nhau thì lại thấy vô vàn sự đa dạng của các dong cung cấp năng lượng thấp này

Chẳng hạn nếu xét về đặc trưng của cấu tạo pin thì ta có các loại

• Pin sơ cấp
• Pin thứ cấp
• Pin nhiên liệu
• Pin năng lượng mặt trời

Chi tiết cấu tạo các loại pin trên sẽ được đề cập ở phần bền dưới nha anh em

Theo phương diện hoá học chúng ta có các loại:

• Pin lithium
• Pin alkaline
• Pin polymer
• Pin lithium
• Pin điện hóa
• Pin kiềm
• Pin axit chì
• Pin niken-cadmium
• Pin li ion