Kiến thức cơ bản về pin sạc, điện áp, cường độ, trở kháng và công suất

Tại sao bạn cần biết viên pin của bạn hoạt động như thế nào? Trong thế giới pin Lithium-ion, chất lượng viên pin cực kỳ quan trọng, nó liên quan mật thiết đến thiết bị nó cung cấp điện và quan trọng hơn, nó rất dễ cháy nổ.
Bài viết này là bài viết được “cô đọng” để bạn dễ hiểu nhất về pin sạc mà không phải quan tâm đến nhiều yếu tố kỹ thuật.

Cơn bản về pin sạc Lithium-ion:

Để hiểu về các thông số của viên pin gồm: Điện áp – voltage, điện trở – resistance, cường độ – current, và công suất.
Bạn hay xem hình dưới đây, một bình nước treo lên cao với một ống dẫn thẳng xuống:

• Điện áp (U): là chiều cao của ống nước, nếu bình nước càng cao, áp suất nước xuống càng mạnh, thì điện áp càng cao, điện áp được đo bằng V-volt
• Điện trở (R): là kích thước của ông nước, ống nước càng nhỏ, nước càng khó xuống, điện trở cao, ống nước càng lớn, nước càng dễ chảy qua, điện trở càng thấp. Đại lượng đo điện ở là Ω-ôm (Ohm)
• Cường độ dòng điện (I): là lượng nước có thể đi qua ống, nếu ống nước lớn, nhiều nước sẽ đi qua được, thì dòng điện sẽ lớn và ngược lại. Dòng điện được đo bằng A-ampere.

Rõ ràng 3 đại lượng này liên quan đến nhau, nếu biết 2 trong 3, ta sẽ tính được đại lượng còn lại. Công thức rất đơn giản, mời bạn xem hình dưới đây:

Voltage = current x resistance (U = I x R)
Current = voltage / resistance (I = U / R)
Resistance = voltage / current (R = U / I)

Công suất

Một khái niệm nữa quan trọng là công suất (P = U * I)
Công suất thực tế là lượng nước mà bình nước có thể xả ra. Hãy tưởng tượng bạn dùng bình nước này để dập 1 đám cháy:

• Nếu nước phun ra rất nhiều, nhưng áp suất thấp, nó không phun đi xa đến đám cháy được, nó sẽ chảy tràn ngay ở đầu vòi phun. Đây là trường hợp điện áp thấp và cường độ dòng điện lớn
• Nếu nước phun ra cực mạnh, nhưng tia nước rất nhỏ (điện áp cao, cường độ dòng điện thấp), bạn cũng không thể dập được nước.
• Nếu nước phun ra mạnh, tia nước lớn, bạn sẽ dập tắt được đám cháy.
• Vậy công suất có thể hiểu như khả năng dập tắt đám cháy của cái vòi phun cứu hỏa vậy. Nó được đo bằng đơn vị W (Watts)

Các đọc về đặc tính kỹ thuật của viên pin Lithium-ion:

Hãy cứ tưởng tượng viên pin chứa năng lượng, nó cũng như một bình nước treo trên cao.

• Bạn chú ý 1A = 1000mA
• Đầu điên bạn để ý đến Capacity (dung lượng), nó được đo bằng mAh (mili ampere per hour). Tạm hiểu là lượng nước chảy qua ống trong 1 giờ. Nếu bạn có viên pin 1Amp hour nghĩa nó có thể xả ra 1A trong 1h thì nó hết pin. Nếu nó xả ra 0.5A một 1h thì sau 2h nó hết năng lượng
• Giờ nhìn vào con số 3200mAh và 0.65A discharge, có nghĩa là viên pin này nó có xả ra 0.65A mỗi giờ và tổng thời gian hoạt động của nó là 3.2/0.65=4.94h
• Thực tế là dung lượng của viên pin có thể thay đổi tùy vào cường độ dòng điện xả. Nói chung con số mAh thường không chính xác – “The mAh capacities are never exact.”
• Dung lượng pin không chính xác nên bạn sẽ hay gặp “minimum capacity” – dung lượng pin nhỏ nhất theo cam kết của NSX và “typical capacity” – dung lượng trung bình. Nói chung bạn không phải quan tâm đến con số này
• Norminal Voltage – End discharge Voltage: Một viên pin Lithium sẽ làm việc từ điện áp 3.6V và sụt dần xuống 2.5V. Bạn phải quan tâm đến con số này. Ở 2.5V coi như viên pin hết điện, hết năng lượng. Với pin Lithium, nếu để viên pin sụt xuống sâu hơn điện áp này, nó rất dễ bị hỏng.
• Charge current – Để sạc pin, ta cần 1 điện áp cao hơn điện áp của pin. Giống như bạn phải bơm nước ngược từ dưới vòi lên bể nước vậy. Để sạc pin, ta cần điện áp 4.2V

Độ xả của pin, tuổi thọ của pin sạc Lithium-ion:

• Continuous discharging current Max – là dòng xả liên tục lớn nhất, giới hạn an toàn ở đây 4.87A. Những viên pin dùng cho thuốc lá điện tử (VAPE) thường có dòng xả lớn (15A-30A) so với pin 18650 dùng cho đèn pin thông thường.
• Lý do đơn giản là VAPE và một số đèn pin LED siêu sáng đòi hỏi công suất cực cao, trong khi điện áp của pin là 3.7V-2.5V, chỉ có những loại pin có độ xả cao mới đáp ứng được công suất của thiết bị.
• Internal Resistance: điện trở trong viên pin. Mỗi viên pin đều có một điện trở bên trong. Qua thời gian điện trở này sẽ lớn dần, khi nó quá lớn, viên pin sẽ chết.
• Trung bình tuổi thọ của pin sạc Lithium hiện này là 500 lần sạc.

nguồn