Loại hóa học pin (Battery chemistry) là gì?

Mục lục · 11 phần

Loại hóa học pin (Battery chemistry) là công nghệ lưu trữ điện hóa của pin sạc, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia.[1][3] Pin lithium-ion được gọi tên theo vật liệu hoạt tính, ví dụ LFP (lithium sắt phosphat, LiFePO4).[2] Mỗi loại hóa học cho một mức điện áp cell riêng: LFP 3,2 V, lithium-ion gốc coban 3,6 V, LTO 2,4 V, chì axit 2,0 V.[4] BYD ghi loại cell pin của Battery-Box Premium HVS là Lithium Iron Phosphate (LiFePO4).[5] Năm 2023, LFP chiếm 80% pin lưu trữ mới.[6]

Phần giới thiệu chung về các loại pin lithium trong hệ lưu trữ nằm ở bài Các loại pin lithium được sử dụng trong lưu trữ năng lượng mặt trời.

Tóm tắt nhanh

MụcThông tin chính
Tên tiếng AnhBattery chemistry; trên datasheet thường mang nhãn Battery type, tức loại cell pin (mục 6)
Định nghĩaLoại hóa học pin (Battery chemistry) là công nghệ lưu trữ điện hóa của pin sạc, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia[1][3]
Cách đặt tênTheo vật liệu hoạt tính;[2] có thể ghi theo cặp điện cực, ví dụ NMC:C với C là cực âm graphit[3]
Bốn thành phần của cell lithium-ionCực dương, cực âm, chất điện phân, màng ngăn[7]
Điện áp định mức của cellLFP 3,20 V hoặc 3,30 V; NMC 3,60 V hoặc 3,70 V; LTO 2,40 V[2]
Nhiệt độ thoát nhiệt điển hìnhLFP 270 °C; NMC 210 °C; LCO và NCA 150 °C[2]
Thị phần trong lưu trữLFP chiếm 80% pin lưu trữ mới năm 2023[6]
Ảnh hưởng tới biến tầnBiến tần Deye nhận ắc quy chì axit hoặc pin lithium-ion; pin lithium-ion sạc theo BMS[8]
Văn bản Việt Nam liên quanQCVN 101:2020/BTTTT mã hóa vật liệu cực âm và cực dương trong ký hiệu cell pin lithium cho thiết bị cầm tay[9]
Loại hóa học pin, tóm tắt: định nghĩa, điện áp cell LFP, NMC, LTO, nhiệt độ thoát nhiệt và LFP chiếm 80% pin lưu trữ mới năm 2023
Loại hóa học pin quyết định điện áp cell, nhiệt độ thoát nhiệt và tuổi thọ; năm 2023 LFP chiếm 80% pin lưu trữ mới. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][2][3][4][6][7][9]

1. Loại hóa học pin (Battery chemistry) là gì?

Loại hóa học pin (Battery chemistry) là công nghệ lưu trữ điện hóa của pin sạc, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia.[1][3] Pin sạc ở đây là pin thứ cấp, tức pin nạp lại được nhờ phản ứng hóa học thuận nghịch.[10] Ba loại hóa học thường dùng cho lưu trữ tĩnh là NMC (lithium niken mangan coban oxit), NCA (lithium niken coban nhôm oxit) và LFP.[3] Cùng một vỏ pin, đổi loại hóa học là đổi điện áp cell, số chu kỳ sạc xả và mức an toàn nhiệt.[2]

Định nghĩa trong tiêu chuẩn IEC

IEC 62902:2025 dùng chữ chemistry theo đúng nghĩa trên, ghi kèm trong ngoặc là electrochemical storage technology (công nghệ lưu trữ điện hóa).[1] Tiêu chuẩn này quy định ký hiệu nhận diện cell pin, module pin và bộ pin thứ cấp theo loại hóa học.[1]

Loại hóa học pin, định nghĩa theo IEC 62902:2025: công nghệ lưu trữ điện hóa, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia
Loại hóa học pin là công nghệ lưu trữ điện hóa của pin sạc, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][2][3]

Thành phần quyết định một loại hóa học

Hai cell cùng gọi là lithium-ion vẫn có thể khác hóa học, vì thành phần vật liệu hoạt tính, chất điện phân và phụ gia thay đổi được.[3] Vật liệu hoạt tính ở cực dương và cực âm là phần quyết định tên gọi.[2] Chất điện phân và phụ gia tạo ra các biến thể trong cùng một tên.[3]

Cách đặt tên theo vật liệu điện cực

Pin lithium-ion được đặt tên theo vật liệu hoạt tính, viết đầy đủ hoặc viết tắt bằng ký hiệu hóa học.[2] Một số tài liệu ghi theo cặp vật liệu cực dương và cực âm, ví dụ NMC:C hay LFP:LTO, trong đó C là cực âm graphit.[3] Khi chỉ ghi LFP hay NMC, tên đó nói về cực dương và cực âm mặc định là graphit.[2][3]

Loại hóa học pin, cách đặt tên NMC:C, LFP:C, LFP:LTO theo cặp cực dương và cực âm
Loại hóa học pin đặt tên theo vật liệu điện cực: NMC:C ghi cực dương trước, cực âm graphit sau; chỉ ghi LFP nghĩa là cực âm graphit. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3]

Pin thứ cấp và phản ứng hóa học thuận nghịch

Cell thứ cấp (Secondary cell) là cell được thiết kế để sạc lại bằng điện, theo mục IEV 482-01-03 của Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế.[10] Việc sạc lại dựa trên một phản ứng hóa học thuận nghịch.[10] QCVN 101:2020/BTTTT cũng xếp cell lithium-ion vào nhóm cell thứ cấp.[9] Mọi loại hóa học trong bài này đều thuộc nhóm pin thứ cấp.

Loại hóa học pin: cell thứ cấp sạc lại được nhờ phản ứng hóa học thuận nghịch, theo IEV 482-01-03
Loại hóa học pin trong bài đều là pin thứ cấp: cell sạc lại được bằng điện nhờ phản ứng hóa học thuận nghịch. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[9][10]

Loại hóa học pin trong hệ điện mặt trời có lưu trữ

Trong khảo sát sản phẩm lưu trữ cho điện mặt trời và dự án quy mô lớn, hơn 75% dùng NMC:C, NCA:C hoặc LFP:C.[3] Chữ C sau dấu hai chấm cho biết cả ba loại dùng cực âm graphit.[3] Khái niệm hệ lưu trữ được giới thiệu ở bài hệ thống lưu trữ năng lượng ESS.

Loại hóa học pin, Hình 1 của Hesse và cộng sự (2017) đã dịch nhãn: cell, module, bộ pin, quản lý nhiệt, biến tần và lưới điện của hệ lưu trữ
Loại hóa học pin là lõi của hệ lưu trữ: cell ghép thành module, bộ pin, nối qua biến tần ra lưới; hình của Hesse và cộng sự (2017), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[3]

Vì sao cần ghi rõ loại hóa học

Ghi rõ loại hóa học giúp ích trong suốt vòng đời pin, từ khi chọn mua tới vận chuyển, lắp đặt và sử dụng.[1] Nhãn hóa học phục vụ các giai đoạn lắp đặt, vận hành và tháo dỡ pin.[1] Trên datasheet pin lưu trữ, thông tin này nằm ở dòng loại cell pin, mỗi hãng đặt nhãn một kiểu (mục 6).

Tên hóa học lấy theo vật liệu điện cực, nên muốn hiểu vì sao LFP khác NMC phải xem các thành phần bên trong một cell pin.

2. Một cell pin gồm những thành phần gì?

Một cell pin gồm cực dương, cực âm, chất điện phân và màng ngăn.[7] IEC 62902 định nghĩa cell là đơn vị chức năng cơ bản gồm điện cực, chất điện phân, vỏ, cực đấu và thường có màng ngăn.[1] Cell tạo ra điện năng bằng cách chuyển hóa trực tiếp năng lượng hóa học.[1]

Cực dương (Cathode)

Cực dương (Cathode, positive electrode) là điện cực nhận ion lithium khi pin xả.[7] Phần lớn cell lithium-ion dùng oxit kim loại làm cực dương.[3] Ở cell LCO, coban là vật liệu hoạt tính chính tạo nên đặc tính của cell.[2] Cell LFP dùng LiFePO4 ở cực dương.[11]

Cực âm (Anode)

Cực âm (Anode, negative electrode) là điện cực giữ ion lithium khi pin đã sạc.[7] Từ năm 1997, phần lớn nhà sản xuất chuyển sang graphit làm cực âm để có đường xả phẳng hơn.[7] Cell LTO là ngoại lệ: lithium titanat thay graphit ở cực âm, là vật liệu không biến dạng (zero-strain) khi ion ra vào.[2][3]

Chất điện phân (Electrolyte)

Chất điện phân (Electrolyte) là môi trường nằm giữa hai điện cực, cho ion lithium đi qua lại khi pin sạc và xả.[7] Trong cell lithium-ion, chất điện phân là muối lithium hòa tan trong dung môi hữu cơ.[7][3]

Màng ngăn (Separator)

Màng ngăn (Separator) là lớp màng mỏng đặt giữa hai điện cực, cho ion đi qua cùng chất điện phân và giữ hai điện cực tách rời.[7] Ở pin lithium kim loại, tinh thể nhánh cây (dendrite) có thể đâm xuyên màng ngăn và gây ngắn mạch trong cell.[7]

Loại hóa học pin, bốn thành phần cell lithium-ion: cực dương, cực âm, chất điện phân và màng ngăn
Loại hóa học pin lithium-ion quyết định vật liệu trong bốn thành phần cell: cực dương, cực âm, chất điện phân và màng ngăn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][7][11]

Chiều chuyển động của ion khi sạc và xả

Khi xả, ion đi từ cực âm sang cực dương qua chất điện phân và màng ngăn.[7] Khi sạc, ion đi theo chiều ngược lại, từ cực dương về cực âm.[7] Đây là phản ứng hóa học thuận nghịch của cell thứ cấp.[10]

Loại hóa học pin: chiều ion lithium khi sạc và khi xả giữa cực dương và cực âm
Loại hóa học pin nào cũng sạc xả bằng phản ứng thuận nghịch: ion đi từ cực âm sang cực dương khi xả và ngược lại khi sạc. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[7][10]

Điện áp cell đổi theo vật liệu điện cực

Cặp vật liệu điện cực quyết định điện áp định mức của cell: lithium-ion gốc coban 3,6 V, LFP 3,2 V, LTO 2,4 V và chì axit 2,0 V.[4] Bốn cell lithium-ion 3,6 V nối tiếp cho 14,4 V; sáu cell chì axit 2 V nối tiếp cho 12 V.[4]

Vì điện áp, tuổi thọ và năng lượng đều đi theo vật liệu điện cực, các loại hóa học được so với nhau trên đúng ba thông số này.

Loại hóa học pin: điện áp cell gốc coban 3,6 V, LFP 3,2 V, LTO 2,4 V, chì axit 2,0 V và nối tiếp cell
Loại hóa học pin quyết định điện áp cell: gốc coban 3,6 V, LFP 3,2 V, LTO 2,4 V, chì axit 2,0 V; nối tiếp để cộng điện áp. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4]

3. LFP, NMC, LTO và natri-ion khác nhau ở điện áp, số chu kỳ và năng lượng riêng thế nào?

LFP, NMC, LTO và natri-ion khác nhau trước hết ở điện áp cell, sau đó ở số chu kỳ sạc xả và năng lượng riêng.[2][11] LFP có điện áp và năng lượng riêng thấp hơn NMC, nhưng số chu kỳ cao hơn.[2] Phần so sánh ưu nhược điểm từng loại nằm ở bài các loại pin lithium được sử dụng trong lưu trữ.

Sáu loại pin lithium-ion phổ biến

Pin lithium-ion có sáu loại hóa học phổ biến nhất: LCO, LMO, NMC, LFP, NCA và LTO.[2] Ở LTO, lithium titanat thay graphit tại cực âm của cell lithium-ion thông thường.[2]

Loại pin lithiumVật liệu đặc trưngĐiện áp định mức[2]Ứng dụng[2]
LCOLithium coban oxit3,60 VĐiện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay
LMOLithium mangan oxit3,70 V (3,80 V)Dụng cụ điện, thiết bị y tế, hệ truyền động điện
NMCLithium niken mangan coban oxit3,60 V; 3,70 VXe đạp điện, thiết bị y tế, xe điện, công nghiệp
LFPLithium sắt phosphat (LiFePO4)3,20 V; 3,30 VThiết bị di động và cố định cần dòng tải lớn và độ bền
NCALithium niken coban nhôm oxit3,60 VThiết bị y tế, công nghiệp, xe điện
LTOLithium titanat ở cực âm2,40 VUPS, xe điện, đèn đường năng lượng mặt trời
Loại hóa học pin: sáu loại lithium-ion LCO, LMO, NMC, LFP, NCA, LTO với điện áp định mức và ứng dụng
Loại hóa học pin lithium-ion gồm sáu loại phổ biến: LCO, LMO, NMC, LFP, NCA và LTO, điện áp định mức từ 2,40 V đến 3,70 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][12]

Số liệu bảng lấy từ bản cập nhật ngày 08/12/2023.[2]

Pin lithium polymer

Lithium polymer không phải một loại hóa học riêng trong nhóm lithium-ion.[12] Pin lithium polymer dùng vật liệu cực dương và cực âm giống lithium-ion, chỉ khác ở chất điện phân dạng gel.[12]

Ba hóa học dùng cho lưu trữ điện mặt trời

Pin lithium cho lưu trữ điện mặt trời tập trung vào ba hóa học NMC, NCA và LFP.[3] Bộ số liệu ATB 2024 của NREL xét pin lithium-ion, chủ yếu là hai hóa học NMC và LFP.[13] Pin LFP được trình bày riêng ở bài pin LFP.

Pin natri-ion

Pin natri-ion dùng ion natri thay ion lithium; mẫu cell của Qi và cộng sự có cực dương NaNi0,3Fe0,3Mn0,3O2 và cực âm cacbon cứng.[11] Pin natri-ion đang được thương mại hóa như một lựa chọn thay pin lithium-ion, nhờ chi phí thấp hơn.[14] Chi tiết nằm ở bài pin natri-ion.

Ắc quy chì axit và ắc quy chì cacbon

Mỗi cell chì axit có điện áp định mức 2,0 V.[4] Ắc quy chì axit có năng lượng riêng thấp và số chu kỳ hạn chế.[15] Ắc quy chì cacbon (Lead-carbon battery) là ắc quy chì axit được bổ sung cacbon, phát triển cho lưu trữ điện tái tạo.[16] Loại này thường làm việc ở trạng thái sạc một phần.[16]

Loại hóa học pin, các hóa học ngoài lithium-ion: natri-ion, chì axit, chì cacbon, và lithium polymer
Loại hóa học pin ngoài lithium-ion: natri-ion, chì axit và chì cacbon; lithium polymer chỉ khác chất điện phân dạng gel. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][11][12][14][15][16][21]

Hình dạng vỏ cell

Hình dạng vỏ cell được ghi bằng một chữ riêng, tách khỏi hóa học: R cho cell hình trụ, P cho cell hình lăng trụ.[9] Chữ này đứng sau hai chữ chỉ vật liệu điện cực.[9] Sungrow ghi cell của dòng SBR là LiFePO4 dạng lăng trụ.[17]

Điện áp định mức và dải điện áp làm việc

Điện áp định mức là mức giữa, còn dải điện áp làm việc là khoảng từ điện áp ngắt dưới tới điện áp ngắt trên của cell.

Hóa họcĐiện áp định mứcDải điện áp làm việc hoặc giới hạnNguồn
LFP3,20 V; 3,30 V2,5 V đến 3,65 V[2]
NMC3,60 V; 3,70 V3,0 V đến 4,2 V hoặc cao hơn[2]
LTO2,40 V1,8 V đến 2,85 V[2]
LFP, mẫu cell 50 AhKhông công bốĐiện áp ngắt dưới 2,5 V, điện áp ngắt trên 3,65 V[11]
Natri-ion, mẫu cell 50 AhKhông công bố1,5 V đến 3,9 V[11]
Chì axit2,0 VSạc từ 2,30 V đến 2,45 V mỗi cell[4][18]
Loại hóa học pin: dải điện áp làm việc của LFP, NMC, LTO, natri-ion và chì axit trên cùng một trục
Loại hóa học pin quyết định dải điện áp làm việc của cell: LFP 2,5 đến 3,65 V, NMC 3,0 đến 4,2 V, LTO 1,8 đến 2,85 V, natri-ion 1,5 đến 3,9 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][4][11][18]

Dải điện áp của cả bộ pin là nội dung của bài Dải điện áp pin.

Số chu kỳ sạc xả theo từng hóa học

LFP đạt ít nhất 2.000 chu kỳ, NMC từ 1.000 đến 2.000 chu kỳ, LTO từ 3.000 đến 7.000 chu kỳ.[2] LCO đạt từ 500 đến 1.000 chu kỳ, NCA khoảng 500 chu kỳ.[2] Các số này phụ thuộc độ sâu xả (DoD) và nhiệt độ.[2] Dyness PowerRack HV4F đạt hơn 6.000 chu kỳ ở 0,2C, 25 °C và độ sâu xả 95%.[19]

Loại hóa học pin: số chu kỳ LFP ít nhất 2.000, NMC 1.000 đến 2.000, LTO 3.000 đến 7.000, Dyness HV4F hơn 6.000
Loại hóa học pin quyết định số chu kỳ: LFP ít nhất 2.000, NMC 1.000 đến 2.000, LTO 3.000 đến 7.000; còn tùy độ sâu xả và nhiệt độ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][19][20]

Điều kiện vận hành làm số chu kỳ chênh nhau

Cùng một hóa học, số chu kỳ vẫn thay đổi theo tốc độ xả, độ sâu xả và nhiệt độ môi trường.[20] Preger và cộng sự ở Sandia thử cell thương mại LFP, NCA và NMC trong các điều kiện này.[20] Thời gian để cell cùng hóa học còn 80% dung lượng chênh nhau hàng nghìn giờ và hàng nghìn chu kỳ.[20] Cách đọc tuổi thọ trên datasheet nằm ở bài tuổi thọ pin lithium.

Năng lượng riêng và mật độ năng lượng

Năng lượng riêng (Specific energy) là lượng điện năng pin chứa được trên mỗi kilôgam khối lượng, tính bằng Wh/kg.[2] LFP có năng lượng riêng từ 90 Wh/kg đến 120 Wh/kg, NMC từ 150 Wh/kg đến 220 Wh/kg, LTO từ 50 Wh/kg đến 80 Wh/kg.[2] Điện áp cell thấp làm năng lượng riêng của LFP thấp hơn khoảng 20% so với các hóa học khác.[3]

Loại hóa học pin: năng lượng riêng LTO 50 đến 80, LFP 90 đến 120, NMC 150 đến 220 Wh/kg
Loại hóa học pin quyết định năng lượng riêng: LFP 90 đến 120 Wh/kg, NMC 150 đến 220 Wh/kg, LTO 50 đến 80 Wh/kg. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3]

Đường điện áp phẳng của LFP

LFP có đường điện áp xả phẳng.[2] Điện áp hở mạch của LFP thay đổi ít trong vùng trạng thái sạc (SOC) trung gian.[3] Đặc tính này làm khó việc xác định SOC và cân bằng cell, nhưng cho phép thiết kế biến tần hiệu suất cao với chi phí hợp lý.[3] SOC được giải thích ở bài SOC, còn cân bằng cell là nội dung của bài Cân bằng cell pin.

Loại hóa học pin: đường điện áp xả phẳng của LFP, minh họa định tính
Loại hóa học pin LFP có đường điện áp xả phẳng: khó xác định SOC và cân bằng cell, nhưng giúp biến tần hiệu suất cao. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3]

Ắc quy chì cacbon kéo dài số chu kỳ ở trạng thái sạc một phần

Ắc quy chì axit xuống cấp nhanh khi vận hành lâu ở trạng thái sạc một phần với dòng lớn.[21] Cơ chế chính là sunfat hóa cứng trên bản cực âm.[21] Thêm cacbon vào khối hoạt tính cực âm giảm được sunfat hóa cứng.[21] Trong thử nghiệm của Enos và cộng sự ở Sandia, hỗn hợp graphit và muội than tăng số chu kỳ nhiều nhất.[21]

Các so sánh trên đều ở điều kiện làm việc bình thường. Khác biệt lớn nhất giữa các hóa học lộ ra khi cell bị nung nóng tới thoát nhiệt.

4. Hóa học pin ảnh hưởng thế nào tới an toàn và thoát nhiệt?

Hóa học pin quyết định nhiệt độ bắt đầu thoát nhiệt và lượng nhiệt giải phóng: LFP thoát nhiệt điển hình ở 270 °C, NMC ở 210 °C.[2] Trong thử nghiệm cùng cỡ 50 Ah, LFP cũng cần nhiều năng lượng nhất để kích hoạt thoát nhiệt.[11]

Thoát nhiệt (Thermal runaway)

Thoát nhiệt (Thermal runaway) là hiện tượng nhiệt độ trong pin tăng nhanh do tác động bên ngoài.[11] Nhiệt kéo theo phản ứng mạnh giữa vật liệu điện cực và chất điện phân.[11] Phản ứng giải phóng nhiều khí độc, khí cháy và có thể dẫn tới cháy, nổ.[11]

Loại hóa học pin, chuỗi diễn biến thoát nhiệt: nhiệt độ tăng nhanh, điện cực phản ứng với chất điện phân, sinh khí
Loại hóa học pin nào cũng có thể thoát nhiệt: nhiệt độ tăng nhanh, điện cực phản ứng với chất điện phân, sinh khí độc, khí cháy. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[11]

Nhiệt độ thoát nhiệt điển hình theo hóa học

Nhiệt độ thoát nhiệt điển hình của LFP là 270 °C, NMC là 210 °C, LMO là 250 °C.[2] LCO và NCA thoát nhiệt ở khoảng 150 °C.[2] LFP an toàn cả khi sạc đầy, còn với NMC, trạng thái sạc cao thúc đẩy thoát nhiệt.[2]

Loại hóa học pin: nhiệt độ thoát nhiệt điển hình LFP 270 °C, LMO 250 °C, NMC 210 °C, LCO và NCA 150 °C
Loại hóa học pin quyết định nhiệt độ thoát nhiệt: LFP 270 °C, LMO 250 °C, NMC 210 °C, LCO và NCA khoảng 150 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2]

Thí nghiệm so sánh LFP, NMC và natri-ion cỡ 50 Ah

Qi và cộng sự nung một mặt cell lăng trụ 50 Ah đã sạc tới điện áp ngắt trên, trong buồng khí nitơ.[11] Nhiệt độ kích hoạt thoát nhiệt ở mặt bị nung là 346 °C với LFP, 292 °C với natri-ion và 290 °C với NCM523.[11] NCM622 thoát nhiệt ở 281 °C.[11] NCM523 có cực dương LiNi0,5Co0,2Mn0,3O2, cùng ba kim loại niken, mangan, coban của NMC.[11][2]

Nhiệt độ cực đại và năng lượng kích hoạt

Trong cùng thí nghiệm, nhiệt độ bề mặt cực đại là 553 °C với LFP và 852 °C với NCM622.[11] Năng lượng cần để kích hoạt thoát nhiệt là 592,8 kJ với LFP, 274 kJ với NCM523 và 158 kJ với natri-ion.[11] Xếp theo độ ổn định thoát nhiệt từ cao xuống thấp: LFP, natri-ion, NCM523, NCM622.[11]

Loại hóa học pin: năng lượng kích hoạt thoát nhiệt LFP 592,8 kJ, NCM523 274 kJ, natri-ion 158 kJ
Loại hóa học pin LFP cần 592,8 kJ để kích hoạt thoát nhiệt, NCM523 274 kJ, natri-ion 158 kJ; LFP ổn định nhất. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[11]

Nhiệt độ kích hoạt gắn với vị trí đo

Thời điểm kích hoạt được xác định khi nhiệt độ tăng nhanh hơn 1 °C/s.[11] Ở mặt xa nguồn nhiệt, nhiệt độ kích hoạt chỉ là 117 °C với LFP và 79,5 °C với NCM523.[11] Vì vậy con số 270 °C của LFP là giá trị điển hình, không thay cho phép đo tại một vị trí cụ thể.[2][11]

Loại hóa học pin: nhiệt độ kích hoạt thoát nhiệt cell 50 Ah ở mặt bị nung và mặt xa nguồn nhiệt
Loại hóa học pin trong thử nghiệm 50 Ah: LFP kích hoạt thoát nhiệt ở 346 °C, natri-ion 292 °C, NCM523 290 °C, NCM622 281 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][11]

Khí sinh ra khi thoát nhiệt

Khí sau thoát nhiệt của cell LFP có 43,9% hydro, cao nhất trong bốn mẫu.[11] Khí của NCM523 có 36,4% CO2 và 29,2% CO.[11] Ở cấp cell, phép thử UL 9540A cũng đo thành phần và khả năng cháy của khí thoát ra.[22]

Thoát nhiệt của LFP diễn ra theo từng giai đoạn

Wang và cộng sự thử thoát nhiệt cell LFP 26650 và NMC 18650 ở các mức lão hóa khác nhau.[23] Cell LFP còn tương đối nguyên vẹn sau thử.[23] Thoát nhiệt của LFP gồm các phản ứng nội bộ theo giai đoạn, nên an toàn hơn.[23] Pin NMC cần hệ cảnh báo sớm thoát nhiệt chặt chẽ hơn pin LFP.[23]

IEC 62619 và UL 9540A thử an toàn ở cấp cell

IEC 62619:2022 quy định yêu cầu và phép thử an toàn cho cell và pin lithium thứ cấp dùng trong công nghiệp, kể cả lưu trữ tĩnh.[24] Chi tiết nằm ở bài IEC 62619. UL 9540A đánh giá sự lan cháy do thoát nhiệt trong hệ lưu trữ.[22] Ở cấp cell, UL 9540A đo đặc tính thoát nhiệt, thành phần và khả năng cháy của khí.[22] Cách hệ đo nhiệt độ cell là nội dung của bài Cảm biến nhiệt độ pin.

Năng lượng riêng thấp hơn nhưng ổn định nhiệt cao hơn là hai đặc điểm giải thích vì sao LFP chiếm phần lớn pin lưu trữ mới.

Loại hóa học pin: khí thoát ra của LFP có 43,9% hydro; IEC 62619 và UL 9540A thử an toàn ở cấp cell
Loại hóa học pin quyết định khí thoát ra: khí của LFP có 43,9% hydro; UL 9540A và IEC 62619 thử an toàn ở cấp cell. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[11][22][23][24]

5. Vì sao pin lưu trữ gia đình phổ biến dùng LFP?

Pin lưu trữ gia đình phổ biến dùng LFP vì loại này không chứa niken, coban, khó bắt cháy hơn và có tuổi thọ dài hơn.[6] Với pin đặt cố định, mật độ năng lượng ít quan trọng hơn so với pin xe điện.[6] Năm 2023, LFP chiếm 80% pin lưu trữ mới.[6]

Thị phần các loại pin lithium

Năm 2023, pin LFP tăng lên 40% xe điện bán ra và 80% pin lưu trữ mới.[6] Hóa học lithium-ion chiếm phần lớn tuyệt đối pin xe điện và pin lưu trữ mới.[6]

Loại hóa học pin: LFP năm 2023 chiếm 40% xe điện bán ra và 80% pin lưu trữ mới
Loại hóa học pin LFP năm 2023 chiếm 40% xe điện bán ra và 80% pin lưu trữ mới; là hóa học chính của lưu trữ tĩnh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[6][13][25]

LFP là hóa học chính của lưu trữ tĩnh

LFP đã trở thành hóa học chính của lưu trữ tĩnh.[13] Hệ lưu trữ dân dụng đại diện trong ATB 2024 là hệ lithium-ion 5 kW, 12,5 kWh.[25]

Mật độ năng lượng ít quan trọng với lưu trữ tĩnh

Mật độ năng lượng quyết định quãng đường của xe điện nhưng ít quan trọng hơn với pin lưu trữ.[6] Sự khác biệt này đi cùng sự dịch chuyển mạnh sang LFP trong lưu trữ.[6]

LFP không chứa niken và coban

LFP là hóa học không chứa niken và coban, khả năng bắt cháy thấp hơn và tuổi thọ dài hơn.[6] Chuyển khỏi coban là một trong các thay đổi hóa học lithium-ion được dự báo giảm chi phí khi công nghệ phát triển.[13]

Số chu kỳ và độ ổn định nhiệt

LFP đạt ít nhất 2.000 chu kỳ, so với 1.000 đến 2.000 chu kỳ của NMC.[2] Cell LFP có đặc tính an toàn và lão hóa tốt.[3] Trong thí nghiệm cỡ 50 Ah, LFP có nhiệt độ kích hoạt và năng lượng kích hoạt thoát nhiệt cao nhất trong bốn mẫu.[11]

Loại hóa học pin, lý do pin lưu trữ gia đình dùng LFP: không chứa niken, coban, khó bắt cháy hơn, tuổi thọ dài
Loại hóa học pin LFP phổ biến cho lưu trữ gia đình vì không chứa niken, coban, khó bắt cháy hơn và tuổi thọ dài hơn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][6][13]

So sánh pin LFP và NMC

Tiêu chíLFPNMCNguồn
Điện áp định mức của cell3,20 V; 3,30 V3,60 V; 3,70 V[2]
Năng lượng riêng90 Wh/kg đến 120 Wh/kg150 Wh/kg đến 220 Wh/kg[2]
Số chu kỳ sạc xảÍt nhất 2.000 chu kỳ1.000 đến 2.000 chu kỳ[2]
Nhiệt độ thoát nhiệt điển hình270 °C210 °C[2]
Nhiệt độ kích hoạt, cell 50 Ah, mặt bị nung346 °C290 °C (NCM523); 281 °C (NCM622)[11]
Niken và cobanKhông chứaCó trong tên hóa học[6][2]
Loại hóa học pin: so sánh LFP và NMC theo điện áp, năng lượng riêng, chu kỳ, nhiệt độ thoát nhiệt, niken và coban
Loại hóa học pin LFP so với NMC: điện áp và năng lượng riêng thấp hơn, nhưng nhiều chu kỳ hơn và thoát nhiệt ở nhiệt độ cao hơn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][6][11]

Sáu datasheet pin lưu trữ ở mục 6 đều là LFP

Sáu model pin lưu trữ của BYD, Huawei, Sungrow, Dyness, Deye và GoodWe ở mục 6 đều dùng cell LiFePO4 hoặc LFP. Sáu model này là mẫu minh họa, không phải số liệu thị phần; số liệu thị phần theo hóa học lấy từ IEA.[6]

Vì LFP chiếm phần lớn pin lưu trữ, việc đầu tiên khi đọc datasheet là tìm dòng ghi loại cell pin và các thông số đi kèm.

6. Đọc dòng loại cell pin trên datasheet pin lưu trữ thế nào?

Dòng loại cell pin trên datasheet là dòng ghi hóa học của cell, thường mang nhãn Battery type, Cell type hoặc Battery chemistry.[5][27][26] Cùng hóa học LFP, các hãng viết LFP, LiFePO4 hoặc Lithium Iron Phosphate.[5][26][27]

Các nhãn khác nhau của cùng một dòng

Deye dùng nhãn Battery Chemistry, GoodWe dùng Cell Type.[26][27] Huawei dùng nhãn Cell technology.[28] BYD và Dyness dùng nhãn Battery Type, tức loại cell pin.[5][19] Sungrow ghi Battery type là LiFePO4 Prismatic Cell, tức cell LiFePO4 dạng lăng trụ.[17]

Loại hóa học pin: các nhãn Battery Type, Cell Type, Battery Chemistry, Cell technology trên datasheet của từng hãng
Loại hóa học pin trên datasheet mang nhãn Battery Type, Cell Type, Battery Chemistry hoặc Cell technology tùy hãng. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][5][17][19][26][27][28]

Loại cell pin của sáu model

ModelLoại cell pinĐiện áp định mứcDải điện áp làm việcChứng nhận công bố
BYD Battery-Box Premium HVS 5.1[5]Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)204,8 V (module 102,4 V)160 V đến 240 VVDE 2510-50, IEC 62619, CEC, CE, UN 38.3
Huawei LUNA2000-5-S0, một pha[28]Lithium-iron phosphate (LiFePO4)450 V350 V đến 560 VCE, RCM, CEC, VDE 2510-50, IEC 62619, IEC 60730, UN 38.3
Sungrow SBR064, bản 5[17]LiFePO4 Prismatic Cell128 V (2 module 3,2 kWh)108 V đến 146 VIEC 62619, UN 38.3, VDE 2510-50, IEC 63056 và các chứng nhận khác
Dyness PowerRack HV4F-8s, V1.0-20240112[19]LiFePO4409,6 V (module 51,2 V, 100 Ah)358,4 V đến 460,8 VUN 38.3
Deye SE-G5.1 Pro-B[26]LiFePO451,2 V43,2 V đến 57,6 VTrang sản phẩm không liệt kê
GoodWe Lynx Home F LX F6.6-H, 20230105-EN-V2.1[27]LFP (LiFePO4)204,8 V (module 102,4 V)182,4 V đến 230,4 VIEC 62619, IEC 62040, VDE 2510-50, CEC, CE, UN 38.3
Loại hóa học pin: loại cell pin của sáu model BYD, Huawei, Sungrow, Dyness, Deye, GoodWe đều là LFP
Loại hóa học pin của sáu model lưu trữ BYD, Huawei, Sungrow, Dyness, Deye, GoodWe đều là LFP (LiFePO4). Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5][17][19][26][27][28]

Chứng nhận UN 38.3 và VDE 2510-50 được giải thích ở bài UN 38.3 và bài VDE 2510-50.

Datasheet không có dòng loại cell pin

Một số datasheet không có dòng loại cell pin. LG Chem RESU10H type-R bản 02/2020 công bố dung lượng 9,8 kWh và dải điện áp, nhưng không nêu hóa học cell.[29] Tài liệu này chỉ ghi cell đạt UL 1642 và bộ pin đạt UL 1973, IEC 62619.[29]

Dòng ghi Li-ion chung chung

Li-ion là tên chung của sáu loại lithium-ion, với điện áp định mức từ 2,40 V đến 3,70 V, riêng LMO có thể tới 3,80 V.[2] Datasheet chỉ ghi Li-ion thì chưa cho biết cell là LFP hay NMC.

Thông số đi kèm loại cell pin

Loại cell pin đi cùng điện áp định mức, dải điện áp làm việc và dung lượng của module. Deye SE-G5.1 Pro-B dùng cell LiFePO4, điện áp định mức 51,2 V, dải 43,2 V đến 57,6 V, 100 Ah và 5,12 kWh.[26] Dung lượng module được giải thích ở bài dung lượng module pin. Con số kWh in trên nhãn pin là nội dung của bài Dung lượng định mức.

Điện áp định mức và số cell nối tiếp

Điện áp định mức (Nominal voltage) là mức điện áp ghi trên nhãn của pin.[9] Pin đạt điện áp làm việc mong muốn bằng cách nối tiếp nhiều cell.[4] Thêm cell vào chuỗi nối tiếp làm tăng điện áp, còn dung lượng giữ nguyên.[4]

Từ loại cell pin và điện áp định mức của module, người đọc suy được số cell nối tiếp bên trong, như ví dụ ở mục 7.

Loại hóa học pin, thông số đi kèm loại cell pin của Deye SE-G5.1 Pro-B: 51,2 V, 100 Ah, 5,12 kWh
Loại hóa học pin đi cùng điện áp định mức, dải điện áp và dung lượng: Deye SE-G5.1 Pro-B LiFePO4, 51,2 V, 100 Ah, 5,12 kWh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][9][26][29]

7. Ví dụ: suy điện áp module BYD HVS từ hóa học LFP

Ví dụ dùng số của BYD Battery-Box Premium HVS và quy tắc nối tiếp cell để suy số cell và điện áp mỗi cell.[5][4] BYD không công bố số cell, nên mọi số cell dưới đây là số quy đổi, phép tính ghi ngay trong câu.

Bước 1: đọc loại cell pin

BYD HVS dùng cell Lithium Iron Phosphate (LiFePO4).[5] Module HVS có dung lượng định mức 2,56 kWh và điện áp 102,4 V.[5] Hệ HVS 5.1 gồm 2 module, điện áp định mức 204,8 V, dải làm việc 160 V đến 240 V.[5]

Bước 2: lấy điện áp định mức của cell LFP

Điện áp định mức của cell LFP là 3,2 V,[4] hoặc 3,20 V đến 3,30 V.[2] Ví dụ dùng 3,2 V, mức chung của hai nguồn.

Bước 3: tính số cell nối tiếp trong một module

Điện áp bộ pin bằng tổng điện áp các cell nối tiếp.[4] Module HVS 102,4 V tương ứng 102,4 / 3,2 = 32 cell nối tiếp. Dung lượng module khoảng 2.560 Wh / 102,4 V = 25 Ah.

Loại hóa học pin: module BYD HVS 102,4 V chia 3,2 V được 32 cell nối tiếp, dung lượng khoảng 25 Ah
Loại hóa học pin LFP giúp suy số cell BYD HVS: module 102,4 V chia 3,2 V được 32 cell nối tiếp, khoảng 25 Ah. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][4][5]

Bước 4: quy dải điện áp hệ HVS 5.1 về từng cell

Hệ HVS 5.1 có 2 × 32 = 64 cell nối tiếp. Dải 160 V đến 240 V ứng với 160 / 64 = 2,50 V đến 240 / 64 = 3,75 V mỗi cell. Dải làm việc của cell LFP là 2,5 V đến 3,65 V.[2] BYD không công bố giới hạn điện áp từng cell, nên 2,50 V và 3,75 V chỉ là phép chia đều theo giả định 64 cell.[5]

Loại hóa học pin: dải 160 đến 240 V của BYD HVS 5.1 chia 64 cell ra 2,50 đến 3,75 V, so với dải cell LFP 2,5 đến 3,65 V
Loại hóa học pin LFP đặt mốc cho phép quy đổi: dải 160 đến 240 V của HVS 5.1 chia 64 cell ra 2,50 đến 3,75 V mỗi cell. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][5]

Bước 5: kiểm cùng phép tính với Sungrow, GoodWe, Deye và Dyness

ModelĐiện áp định mức (bảng mục 6)Số cell 3,2 V nối tiếp (quy đổi)Dải điện áp mỗi cell (quy đổi)
Sungrow SBR064128 V128 / 3,2 = 40 cell2,70 V đến 3,65 V
GoodWe LX F6.6-H204,8 V204,8 / 3,2 = 64 cell2,85 V đến 3,60 V
Deye SE-G5.1 Pro-B51,2 V51,2 / 3,2 = 16 cell2,70 V đến 3,60 V
Dyness HV4F-8s409,6 V409,6 / 3,2 = 128 cell2,80 V đến 3,60 V
Loại hóa học pin: số cell 3,2 V nối tiếp của Deye 16, Sungrow 40, GoodWe 64, Dyness 128
Loại hóa học pin LFP cho phép kiểm bốn hãng: Deye 16 cell, Sungrow 40, GoodWe 64, Dyness 128 cell 3,2 V nối tiếp. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[17][19][26][27]

Cột cuối lấy hai đầu dải điện áp làm việc ở mục 6 chia cho số cell, ví dụ Deye 43,2 V / 16 = 2,70 V. Cả bốn điện áp định mức đều chia hết cho 3,2 V. Số cell nối tiếp và song song trong module là nội dung của bài Cấu hình cell pin.

Bước 6: cùng 32 cell nếu dùng hóa học NMC

Giả định module có 32 cell NMC với điện áp định mức 3,6 V hoặc 3,7 V.[2] Module đó có điện áp định mức 32 × 3,6 = 115,2 V hoặc 32 × 3,7 = 118,4 V. Kết quả này khác mức 102,4 V của module LFP cùng 32 cell.

Điện áp module thay đổi theo hóa học, nên biến tần hybrid phải biết loại pin để sạc đúng điện áp.

Loại hóa học pin: 32 cell LFP cho 102,4 V, 32 cell NMC cho 115,2 V hoặc 118,4 V
Loại hóa học pin đổi điện áp module: 32 cell LFP cho 102,4 V, còn 32 cell NMC cho 115,2 V hoặc 118,4 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][5]

8. Hóa học pin thay đổi cài đặt biến tần hybrid thế nào?

Hóa học pin quyết định chế độ sạc của biến tần hybrid: pin lithium-ion sạc theo lệnh của BMS, còn ắc quy chì axit sạc theo các mức điện áp cài sẵn.[8][30] Biến tần Deye tách riêng hai chế độ này.[30]

Loại pin biến tần hỗ trợ

Biến tần Deye SUN-3K đến 6K-SG04LP1-EU nhận ắc quy chì axit hoặc pin lithium-ion.[8] Dải điện áp pin là 40 V đến 60 V, dòng sạc xả tối đa tới 140 A tùy model.[8] Danh sách model pin tương thích được trình bày ở bài pin lưu trữ tương thích.

Loại hóa học pin, Hình 6 của Hesse và cộng sự (2017) đã dịch nhãn: ba cách ghép pin với điện mặt trời: ghép AC, ghép thanh cái DC, ghép phía MPPT
Loại hóa học pin trong ba cách ghép với điện mặt trời: ghép AC, ghép thanh cái DC và ghép phía MPPT; hình của Hesse và cộng sự (2017), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[3][8]

Chế độ Lithium sạc theo BMS

Với pin lithium-ion, biến tần Deye sạc theo chiến lược tự thích ứng với BMS (Self-adaptation to BMS).[8] Sách hướng dẫn Deye SUN-5K/6K-SG03LP1-EU bản 2.2 có chế độ pin Lithium và mục Lithium Mode.[30] Hệ thống quản lý pin (BMS) được giải thích ở bài BMS.

Chế độ theo điện áp cho ắc quy chì axit

Bên cạnh chế độ Lithium, biến tần Deye có chế độ Use Batt V và Use Batt %.[30] Màn hình mẫu cài ắc quy chì axit hiển thị Float V 53,6 V, Absorption V 57,6 V và Equalization V 57,6 V.[30] Cùng màn hình đặt Equalization Days 30 ngày và Equalization Hours 3,0 giờ.[30]

Loại hóa học pin: chế độ Lithium sạc theo BMS và màn hình cài chì axit Float 53,6 V, Absorption 57,6 V trên biến tần Deye
Loại hóa học pin quyết định chế độ sạc trên biến tần Deye: Lithium theo BMS, chì axit theo các mức điện áp cài sẵn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][30]

Ba giai đoạn sạc của ắc quy chì axit

Ắc quy chì axit sạc theo phương pháp dòng không đổi, áp không đổi (CCCV) qua ba giai đoạn.[18] Ba giai đoạn là sạc dòng không đổi, sạc bão hòa (topping charge) và sạc duy trì (float).[18] Điện áp sạc của cell chì axit tối đa từ 2,30 V đến 2,45 V.[18] Điện áp sạc duy trì của phần lớn ắc quy chì axit nước là 2,25 V đến 2,27 V mỗi cell.[18]

Quy màn hình mẫu Deye về từng cell chì axit

Giả định bộ ắc quy 48 V gồm 24 cell 2,0 V, tức 24 × 2,0 = 48 V.[4] Float 53,6 V ứng với 53,6 / 24 ≈ 2,23 V mỗi cell. Absorption 57,6 V ứng với 57,6 / 24 = 2,40 V mỗi cell, nằm trong dải 2,30 V đến 2,45 V.[18]

Loại hóa học pin: ba giai đoạn sạc CCCV của ắc quy chì axit, 2,30 đến 2,45 V mỗi cell, 57,6 / 24 = 2,40 V
Loại hóa học pin chì axit sạc CCCV ba giai đoạn, tối đa 2,30 đến 2,45 V mỗi cell; Absorption 57,6 V ứng 2,40 V mỗi cell. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][18][30][31]

Điện áp sạc tối đa của từng hóa học lithium

Cell lithium-ion có cực dương chứa coban, niken, mangan hoặc nhôm thường sạc tới 4,20 V.[31] Cell LFP sạc tới 3,65 V, cell LTO sạc tới 2,85 V.[31] Với module LFP 16 cell, điện áp sạc tối đa là 16 × 3,65 = 58,4 V. Diễn biến dòng và áp trong quá trình sạc là nội dung của bài Đường cong sạc.

Loại hóa học pin: điện áp sạc tối đa 4,20 V, 3,65 V cho LFP, 2,85 V cho LTO và 58,4 V cho module LFP 16 cell
Loại hóa học pin quyết định điện áp sạc tối đa: 4,20 V cho cell chứa coban, niken, 3,65 V cho LFP, 2,85 V cho LTO. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[31]

Bù nhiệt độ khi sạc ắc quy chì axit

Hệ số nhiệt của điện áp sạc cell chì axit là -3 mV/°C, lấy mốc 25 °C.[18] Điện áp sạc giảm khi nhiệt độ tăng trên 25 °C và tăng khi nhiệt độ thấp hơn.[18] Cách hệ đo nhiệt độ pin là nội dung của bài Cảm biến nhiệt độ pin.

Datasheet pin và cài đặt biến tần đều xoay quanh loại hóa học. Vì vậy khi chọn mua, người mua đối chiếu các dòng này cùng văn bản áp dụng tại Việt Nam.

9. Chọn pin theo hóa học tại Việt Nam cần kiểm những thông số nào?

Chọn pin theo hóa học cần kiểm loại cell pin, điện áp định mức và dải điện áp làm việc.[5][26] Tiếp theo là chứng nhận an toàn, loại pin biến tần hỗ trợ và số chu kỳ.[5][8][19] Văn bản Việt Nam có mã hóa vật liệu điện cực là QCVN 101:2020/BTTTT, nhưng quy chuẩn này áp cho pin thiết bị cầm tay.[9]

QCVN 101:2020/BTTTT áp cho pin nào?

QCVN 101:2020/BTTTT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về pin lithium cho thiết bị cầm tay, ban hành ngày 09/07/2020, thay QCVN 101:2016/BTTTT.[9] Phạm vi gồm pin lithium rời hoặc lắp trong điện thoại, máy tính bảng và máy tính xách tay.[9] Quy chuẩn không áp cho pin sạc dự phòng.[9]

Cơ sở tiêu chuẩn của QCVN 101:2020/BTTTT

QCVN 101:2020/BTTTT xây dựng trên IEC 61960-3:2017 và TCVN 11919-2:2017, tương đương IEC 62133-2:2017.[9] Quy chuẩn ghi chú cell lithium-ion là cell thứ cấp.[9]

Loại hóa học pin, phạm vi QCVN 101:2020/BTTTT cho điện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay; pin lưu trữ theo IEC 62619:2022
Loại hóa học pin trong QCVN 101:2020/BTTTT: quy chuẩn cho pin thiết bị cầm tay; pin lưu trữ theo IEC 62619:2022. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[9][24]

Ký hiệu hóa học trên nhãn cell theo QCVN 101

Mục 2.3.1 của QCVN 101:2020/BTTTT dùng chữ thứ nhất cho cực âm: I là cacbon, L là lithium kim loại, T là titan.[9] Chữ thứ hai chỉ cực dương: C là coban, F là sắt, N là niken, M là mangan, Mp là mangan phosphat.[9] Ví dụ ICR19/66 là cell lithium-ion hình trụ, cực dương coban.[9]

Mã cực dương của QCVN 101 và cell LFP

Bảng mã cực dương ở mục 2.3.1 có Mp cho mangan phosphat, còn chữ F chỉ ghi là sắt.[9] Quy chuẩn chưa có mã riêng cho sắt phosphat.[9] Pin lưu trữ cho hệ điện mặt trời thuộc phạm vi IEC 62619:2022, tiêu chuẩn xếp hệ lưu trữ điện năng vào nhóm ứng dụng cố định.[24]

Loại hóa học pin, giải mã ký hiệu ICR19/66: I cacbon, C coban, R hình trụ; bảng chữ cực âm và cực dương
Loại hóa học pin trong ký hiệu cell QCVN 101: chữ đầu là cực âm, chữ thứ hai là cực dương, ICR là cacbon, coban, hình trụ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[9]

Nhãn hóa học và khâu tái chế

Nhiều quy trình tái chế chỉ phù hợp với một loại hóa học nhất định.[1] Pin sai hóa học đưa vào một dây chuyền tái chế có thể gây sự cố, nên pin được ghi nhãn hóa học để phân loại an toàn.[1] Ký hiệu của IEC 62902:2025 áp cho pin đưa ra thị trường cho người dùng cuối, có thể tích trên 900 cm³.[1]

Loại hóa học pin, nhãn hóa học theo IEC 62902:2025 giúp phân loại pin trước khi tái chế, áp cho pin trên 900 cm³
Loại hóa học pin được ghi nhãn theo IEC 62902:2025 để phân loại an toàn khi tái chế, áp cho pin trên 900 cm³. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1]

Danh mục đối chiếu khi nhận báo giá pin lưu trữ

Nhận diện rõ hóa học pin hữu ích ngay từ khâu chọn mua pin mới.[1] Năm dòng cần đối chiếu đều nằm trên datasheet đã trích ở mục 6 và mục 8:

  • Loại cell pin: ví dụ Battery Type của BYD hoặc Cell Type của GoodWe (bảng mục 6).
  • Điện áp định mức và dải điện áp làm việc: ví dụ 51,2 V và 43,2 V đến 57,6 V của Deye SE-G5.1 Pro-B (bảng mục 6).
  • Chứng nhận an toàn: ví dụ IEC 62619 và UN 38.3 của Huawei LUNA2000 (bảng mục 6).
  • Loại pin biến tần hỗ trợ và chế độ sạc theo BMS: ví dụ Deye SG04LP1 (mục 8).
  • Số chu kỳ sạc xả: ví dụ hơn 6.000 chu kỳ của Dyness HV4F.[19]

Điện áp cao hay điện áp thấp

Cùng hóa học LFP có cả module điện áp thấp 51,2 V của Deye và hệ điện áp cao 409,6 V của Dyness.[26][19] Cách chọn giữa hai cấu hình được trình bày ở bài pin lưu trữ điện áp cao và điện áp thấp và bài hệ lưu trữ 12V, 24V hay 48V. Mức tối đa khi ghép nhiều module là nội dung của bài Dung lượng hệ thống tối đa.

Loại hóa học pin: năm dòng đối chiếu báo giá và hai cấp điện áp LFP 51,2 V và 409,6 V
Loại hóa học pin là dòng đầu trong năm dòng đối chiếu báo giá: loại cell, điện áp, chứng nhận, biến tần và số chu kỳ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5][8][19][26][27][28]

10. Câu hỏi thường gặp về loại hóa học pin

Q1Pin tiếng Anh là gì và battery chemistry dịch sang tiếng Việt là gì?

Pin tiếng Anh là battery, cell pin là cell, còn battery chemistry dịch sang tiếng Việt là loại hóa học pin.[1] Loại hóa học pin là công nghệ lưu trữ điện hóa của pin sạc, phân biệt bằng vật liệu điện cực, chất điện phân và phụ gia.[1][3] Một bộ pin đạt điện áp mong muốn bằng cách nối tiếp nhiều cell.[4] Cell sạc lại được gọi là secondary cell, tức cell thứ cấp.[10]

Q2Loại pin lithium nào phù hợp nhất cho lưu trữ điện mặt trời hiện nay?

Loại pin lithium phù hợp nhất cho lưu trữ tĩnh hiện nay là LFP, hóa học chính của lưu trữ tĩnh.[13] Mật độ năng lượng ít quan trọng với pin lưu trữ hơn với pin xe điện.[6] NMC vẫn cân bằng tốt giữa an toàn, tuổi thọ và mật độ năng lượng.[3]

Q3LiFePO4 và LFP có phải cùng một hóa học không?

LiFePO4 và LFP là hai cách viết của cùng hóa học lithium sắt phosphat. Tên viết tắt là LFP hoặc Li-phosphate.[2] BYD ghi cả hai dạng Lithium Iron Phosphate và LiFePO4 cho pin HVS.[5]

Q4Pin LFP có điện áp định mức 3,2 V hay 3,3 V?

Pin LFP có điện áp định mức 3,20 V hoặc 3,30 V mỗi cell.[2] Tính toán nối tiếp và giới hạn sạc thường dùng mức 3,2 V.[4][31] Các module ở bảng mục 7 có điện áp định mức chia hết cho 3,2 V, ví dụ 51,2 / 3,2 = 16.

Q5Tiêu chuẩn nào quy định ký hiệu nhận diện hóa học pin trên sản phẩm?

Tiêu chuẩn quy định ký hiệu nhận diện hóa học pin là IEC 62902:2025, áp cho cell, pin, module pin và bộ pin thứ cấp.[1] Ký hiệu áp dụng khi sản phẩm đưa ra thị trường cho người dùng cuối và có thể tích pin trên 900 cm³.[1] Bản 2.0 tháng 02/2025 thay bản đầu tiên năm 2019.[1]

Q6Pin LFP sạc đầy có an toàn hơn pin NMC sạc đầy không?

Pin LFP sạc đầy an toàn hơn pin NMC sạc đầy: LFP an toàn cả khi sạc đầy, còn với NMC, trạng thái sạc cao thúc đẩy thoát nhiệt.[2] Trong thí nghiệm cỡ 50 Ah, mọi mẫu đều được sạc tới điện áp ngắt trên trước khi nung.[11] LFP kích hoạt thoát nhiệt ở 346 °C, NCM523 ở 290 °C.[11]

Loại hóa học pin, thẻ hỏi đáp câu 1 đến 6: tên gọi, LFP cho lưu trữ, LiFePO4, 3,2 V, IEC 62902, an toàn khi sạc đầy
Loại hóa học pin qua sáu câu hỏi đầu: tên gọi, LFP cho lưu trữ, LiFePO4, 3,2 V, IEC 62902 và an toàn khi sạc đầy. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][2][11][13]

Q7Pin LFP có sạc được khi nhiệt độ dưới 0 °C không?

Pin LFP sạc khi nhiệt độ dưới 0 °C là trường hợp pin lithium-ion được khuyến cáo tránh, vì không nên sạc pin lithium-ion dưới điểm đông.[15] Dải nhiệt độ sạc cho phép của từng model ghi trên datasheet. Dải này được giải thích ở bài dải nhiệt độ làm việc.

Q8Thay ắc quy chì axit bằng pin lithium có giữ nguyên chế độ sạc duy trì được không?

Thay ắc quy chì axit bằng pin lithium thì bỏ chế độ sạc duy trì.[31] Pin lithium-ion không có giai đoạn sạc nhỏ giọt hay sạc duy trì khi đã đầy.[31] Sạc nhỏ giọt liên tục làm lithium kim loại bám lên điện cực và giảm an toàn.[31] Biến tần Deye có chế độ Lithium tách khỏi chế độ chì axit theo điện áp.[30]

Q9Pin LTO dùng ở đâu và có điểm yếu gì?

Pin LTO dùng cho UPS, xe điện và đèn đường năng lượng mặt trời.[2] Điểm yếu của LTO là dung lượng riêng thấp và chi phí nguyên liệu titan cao.[3] LTO có điện áp định mức 2,40 V mỗi cell, thấp nhất trong sáu loại lithium-ion.[2]

Q10Pin natri-ion có đắt hơn pin LFP không?

Pin natri-ion có chi phí sản xuất có thể thấp hơn pin LFP tới 30%.[6] Natri dồi dào, chi phí vật liệu thấp và thân thiện môi trường.[11] Trong thí nghiệm cỡ 50 Ah, natri-ion có năng lượng kích hoạt thoát nhiệt thấp nhất trong bốn mẫu, 158 kJ.[11]

Q11Hình dạng cell hình trụ hay lăng trụ có làm đổi hóa học không?

Hình dạng cell hình trụ hay lăng trụ không làm đổi hóa học, vì hình dạng được ghi bằng một chữ riêng.[9] Chữ R chỉ hình trụ, chữ P chỉ hình lăng trụ, tách khỏi hai chữ chỉ vật liệu điện cực.[9] Cell LFP có cả dạng trụ 26650 và dạng lăng trụ của Sungrow.[23][17]

Q12Pin lưu trữ dùng NMC có còn được dùng không?

Pin lưu trữ dùng NMC vẫn được dùng: NMC:C nằm trong ba hóa học chiếm hơn 75% sản phẩm và dự án lưu trữ được khảo sát.[3] Bộ số liệu ATB 2024 của NREL vẫn xét cả NMC và LFP.[13] Thị trường lưu trữ mới đang dịch chuyển mạnh sang LFP.[6]

Q13Có những loại hóa học pin nào ngoài lithium-ion?

Ngoài lithium-ion, pin lưu trữ còn dùng hóa học natri-ion, chì axit và chì cacbon.[11][4][16] Natri-ion có cấu trúc tương tự lithium-ion nhưng dùng ion natri.[11] Ắc quy chì axit có điện áp 2,0 V mỗi cell, năng lượng riêng thấp và số chu kỳ hạn chế.[4][15]

Loại hóa học pin, bảng hỏi đáp câu 7 đến 13: sạc dưới 0 °C, sạc duy trì, LTO, natri-ion, hình dạng cell, NMC, chì axit
Loại hóa học pin qua bảy câu hỏi sau: sạc dưới 0 °C, bỏ sạc duy trì, LTO, natri-ion, hình dạng cell, NMC và chì axit. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][6][9][31]

11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn pin lưu trữ theo loại cell pin, điện áp định mức và loại pin biến tần hybrid hỗ trợ trong từng dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

Chi nhánhĐịa chỉKhoĐường dây nóng
Trụ sở chính Hồ Chí Minh188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM088.60.60.660
Chi nhánh Cần Thơ41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần ThơKhu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ094.42.44.424
Chi nhánh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa081.60.60.660

Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[32]

Loại hóa học pin: bản đồ Việt Nam có quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa, ba chi nhánh Việt Nam Solar tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Khánh Hòa kèm địa chỉ và đường dây nóng
Loại hóa học pin: tư vấn chọn pin lưu trữ theo loại cell, điện áp và biến tần hybrid tại ba chi nhánh Việt Nam Solar ở Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa. Nguồn: Việt Nam Solar, thông tin chi nhánh theo nguồn.[32]

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 62902:2025 Secondary cells and batteries, Marking symbols for identification of their chemistry, Edition 2.0, bản xem trước. VDE Verlag.
  2. 2Battery University. (2023). BU-205: Types of Lithium-ion. Cadex Electronics.
  3. 3Hesse, H. C., Schimpe, M., Kucevic, D., & Jossen, A. (2017). Lithium-Ion Battery Storage for the Grid, A Review of Stationary Battery Storage System Design Tailored for Applications in Modern Power Grids. Energies, 10(12), 2107. MDPI.
  4. 4Battery University. (2021). BU-302: Series and Parallel Battery Configurations. Cadex Electronics.
  5. 5BYD Battery-Box. (n.d.). Battery-Box Premium HVS datasheet, BCU2.0, V1.0_250328. BYD.
  6. 6International Energy Agency. (2024). Batteries and Secure Energy Transitions, Executive summary. IEA.
  7. 7Battery University. (2022). BU-204: How do Lithium Batteries Work?. Cadex Electronics.
  8. 8Ningbo Deye Inverter Technology. (n.d.). SUN-3K to 6K-SG04LP1-EU hybrid inverter datasheet. Deye.
  9. 9Bộ Thông tin và Truyền thông. (2020). QCVN 101:2020/BTTTT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về pin lithium cho thiết bị cầm tay. Thư Viện Pháp Luật.
  10. 10International Electrotechnical Commission. (2004). IEV 482-01-03 secondary cell. Electropedia.
  11. 11Qi, C., Wang, H., Li, M., Li, C., Li, Y., Shi, C., Wei, N., Wang, Y., & Zhang, H. (2025). Research on the Thermal Runaway Behavior and Flammability Limits of Sodium-Ion and Lithium-Ion Batteries. Batteries, 11(1), 24. MDPI.
  12. 12Battery University. (2021). BU-206: Lithium-polymer, Substance or Hype?. Cadex Electronics.
  13. 13National Renewable Energy Laboratory. (2024). Utility-Scale Battery Storage, Annual Technology Baseline 2024. NREL.
  14. 14Sandia National Laboratories. (2025). Sandia researcher presents initial results on sodium-ion batteries at ECS PRiME meeting. Sandia Energy Storage.
  15. 15Battery University. (2021). BU-107: Comparison Table of Secondary Batteries. Cadex Electronics.
  16. 16Yin, J., Lin, H., Shi, J., Lin, Z., Bao, J., Wang, Y., Lin, X., Qin, Y., Qiu, X., & Zhang, W. (2022). Lead-Carbon Batteries toward Future Energy Storage, From Mechanism and Materials to Applications. Electrochemical Energy Reviews, 5(3).
  17. 17Sungrow Power Supply. (n.d.). SBR064 to SBR256 battery datasheet, Version 5. Sungrow.
  18. 18Battery University. (2023). BU-403: Charging Lead Acid. Cadex Electronics.
  19. 19Dyness. (2024). PowerRack HV4F datasheet, V1.0-20240112. Dyness Digital Energy Technology.
  20. 20Preger, Y., Barkholtz, H. M., Fresquez, A. J., Campbell, D. L., Juba, B. W., Kustas, J., Ferreira, S. R., & Chalamala, B. (2020). Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions. Journal of The Electrochemical Society, 167(12), Sandia National Laboratories.
  21. 21Enos, D., Barkholtz, H., Baca, W., Chalamala, B., & Ferreira, S. R. (2017). Understanding Function and Performance of Carbon Additives in Lead-Acid Batteries. Journal of The Electrochemical Society, 164(13), Sandia National Laboratories.
  22. 22UL Solutions. (n.d.). UL 9540A Test Method. UL Solutions.
  23. 23Wang, J., Chen, Y., Mei, Y., & Lu, K. (2025). Influence of Aging on Thermal Runaway Behavior of Lithium-Ion Batteries, Experiments and Simulations for Engineering Education. Fire, 8(12), 479. MDPI.
  24. 24International Electrotechnical Commission. (2022). IEC 62619:2022 Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes, Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications. IEC Webstore.
  25. 25National Renewable Energy Laboratory. (2024). Residential Battery Storage, Annual Technology Baseline 2024. NREL.
  26. 26Ningbo Deye ESS Technology. (n.d.). SE-G5.1 Pro-B low voltage battery, product specifications. Deye.
  27. 27GoodWe Technologies. (2023). Lynx Home F series datasheet, GoodWe-Single page-20230105-EN-V2.1. GoodWe.
  28. 28Huawei Digital Power. (n.d.). LUNA2000-5/10/15-S0 smart string energy storage system datasheet. Huawei.
  29. 29LG Chem. (2020). RESU10H type-R datasheet. LG Chem ESS Battery Division.
  30. 30Ningbo Deye Inverter Technology. (2022). SUN-5K/6K-SG03LP1-EU user manual, Ver 2.2. Deye, bản tiếng Anh xen tiếng Ba Lan.
  31. 31Battery University. (2021). BU-409: Charging Lithium-ion. Cadex Electronics.
  32. 32Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
BIÊN SOẠN VÀ KIỂM DUYỆT

Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.

Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.

Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.

Mã số thuế: 0315209693Đường dây nóng: 088.60.60.660Thư điện tử: [email protected]Trang: vietnamsolar.vn

Để lại một bình luận

Trợ lý AI Việt Nam Solar
1