Một nghiên cứu mới mâu thuẫn với các quan niệm phổ biến về sạc pin LFP, nêu rằng việc sạc thường xuyên đến 100% có thể làm hỏng cell pin. Nhưng có một sự thật bất ngờ.

• Pin lithium sắt phosphate (LFP) có chi phí sản xuất rẻ hơn và ổn định hơn so với pin niken thông thường.
• Một nghiên cứu mới từ phòng thí nghiệm do Tesla tài trợ phát hiện ra rằng pin LFP xuống cấp nhanh hơn khi được sạc đầy.
• Việc sạc liên tục ở trạng thái sạc cao hơn sẽ làm tăng phản ứng tiêu cực trong đàn.

Xe điện chạy bằng pin lithium sắt phosphate (LFP) đang ngày càng phổ biến trên toàn thế giới. So với pin niken mangan coban (NMC) truyền thống, pin LFP rẻ hơn khi sản xuất, ít có nguy cơ cháy nổ hơn và có tuổi thọ cao hơn. Tuy nhiên, chúng ít năng lượng hơn, đó là lý do tại sao các nhà sản xuất ô tô thường sử dụng pin LFP trong các mẫu xe cơ bản như Tesla Model 3 dẫn động cầu sau, Ford Mustang Mach-E cơ bản và Rivian R1S  thế hệ thứ hai Dual Standard cùng nhiều mẫu xe khác.

Các nhà sản xuất ô tô cho biết tốt nhất là bạn nên sạc pin LFP của xe đến 100% theo định kỳ, ít nhất một lần một tuần đối với Tesla hoặc một lần một tháng theo Ford . Điều này giúp hiệu chỉnh bộ pin, cho phép bạn có phạm vi đọc chính xác hơn trên cụm đồng hồ mỗi khi bạn cầm lái. Họ cũng khuyên bạn nên làm như vậy để bảo vệ sức khỏe của pin và tránh giảm hiệu suất.

Pin LFP Shenxing Plus mới của CATL được cho là có thể tăng phạm vi hoạt động lên tới 372 dặm chỉ trong 10 phút.

Điều này hoàn toàn ngược lại đối với các bộ pin NMC—được cung cấp trên hầu hết các xe điện như Tesla tầm xa—khi các nhà sản xuất đề xuất đặt giới hạn 80-90% cho việc sạc hàng ngày. Sạc chúng đến 100% có thể làm giảm khả năng giữ năng lượng của bộ pin theo thời gian. Điều này chủ yếu xảy ra vì tuổi thọ của pin có liên quan tiêu cực đến nhiệt và điện áp. Trạng thái sạc càng cao, điện áp và nhiệt trong bộ pin càng cao, làm tăng tốc độ xuống cấp.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được công bố tuần này trên Tạp chí Hiệp hội Điện hóa đã mâu thuẫn với những gì các nhà sản xuất ô tô đã nói về các kiểu sạc LFP. Nghiên cứu nêu rằng các chu kỳ sạc lặp lại ở trạng thái sạc cao hơn có thể gây hại cho các ô LFP theo thời gian. Nghiên cứu chỉ rõ cách thức điều này xảy ra ở cấp độ chi tiết nhất. Nhưng xin khen ngợi YouTuber Jason Fenske của Engineering Explained vì đã phân tích cho chúng tôi.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc giữ pin LFP được sạc đầy sẽ tạo ra các hợp chất có hại trong bộ pin từ điện áp cao và nhiệt độ cao. Khi bạn thường xuyên sạc pin—tức là xả và sạc đầy—các hợp chất có hại này sẽ lắng đọng trên điện cực âm, tiêu thụ lithium, gây ra sự xuống cấp. Các tác giả cho biết: “Ở SoC cao hơn, có điện áp cao hơn, các phản ứng tiêu cực xảy ra trong chất điện phân được đẩy nhanh, tiêu thụ lượng lithium dự trữ”.

Ford và CATL đang hợp tác để sản xuất pin LFP tại Michigan.

Nếu bạn không lái xe điện trong thời gian dài, hãy để pin ở trạng thái sạc thấp hơn có thể giúp ích, vì điện áp giảm không gây hại về lâu dài. “Chu kỳ gần mức sạc cao nhất (75–100% SoC) có hại cho các cell LFP/graphite. Kết quả của chúng tôi cho thấy mối tương quan giữa SoC trung bình của hoạt động pin và tốc độ giảm dung lượng, nghĩa là SoC trung bình càng thấp thì tuổi thọ càng dài…”, nghiên cứu nêu rõ. “Do đó, thời gian dành cho chu kỳ ở trạng thái sạc cao là rất quan trọng để giảm thiểu”.

Trong số các tác giả của nghiên cứu có Tiến sĩ Jeff Dahn , một nhà nghiên cứu pin từng đoạt giải thưởng, người điều hành Nhóm nghiên cứu Jeff Dahn do Tesla tài trợ. Phòng thí nghiệm của Dahn là một trong những vũ khí ít được biết đến của Tesla. Nó đã giúp thương hiệu này làm chủ được hóa học NMC. Electric Autonomy Canada đã tham quan phòng thí nghiệm do Tesla tài trợ tại Đại học Dalhousie ở Canada vào năm ngoái. Tờ báo mô tả mối quan hệ giữa Tesla và Nhóm nghiên cứu Dahn là “một động lực âm dương. Một bên là một doanh nghiệp phát triển nhanh, luôn đói khát. Bên kia là một phòng thí nghiệm học thuật phát triển chậm và cần cù”.

Rivian R1S 2024 là mẫu xe giá rẻ đầu tiên sử dụng bộ pin LFP. 

Tuy nhiên, nó vẫn có một số nhược điểm. Nghiên cứu nêu rằng chu kỳ sạc 0-25% sẽ kéo dài tuổi thọ pin. Điều đó có vẻ vô nghĩa xét về mặt tiện lợi cho người dùng hàng ngày, đặc biệt là nếu bạn không có bộ sạc tại nhà hoặc văn phòng và phải dựa vào sạc công cộng. Nghiên cứu chỉ tập trung vào tuổi thọ pin chứ không phải các phương pháp sạc tốt nhất nói chung. Nghiên cứu bỏ qua những gì tốt nhất cho đối tượng mua xe điện nói chung, như các trường hợp sử dụng cụ thể, sự tiện lợi, thời gian sạc, v.v. Vì vậy, bạn vẫn nên tuân theo các khuyến nghị của nhà sản xuất ô tô.

Sạc cao hơn có lợi trong hầu hết các trường hợp, như khi đi đường dài, trong thời gian mất điện nếu bạn cần sạc từ xe về nhà , trong mùa đông khi phạm vi mất điện tăng tốc hoặc đơn giản là để an tâm. Thêm vào đó, pin hiện đại có thể chạy được hàng trăm nghìn dặm ngay cả khi sạc kém. Đây là một trong những lý do khiến các thương hiệu cung cấp chế độ bảo hành dài hạn cho chúng. Điều đó không có nghĩa là làm giảm giá trị của nghiên cứu, mà vẫn hoàn thành nhiệm vụ quan trọng nhất là khám phá thêm nhiều khía cạnh của công nghệ vẫn còn tương đối mới này.

Trên hết, các tác giả không khuyến nghị thay đổi thói quen sạc của bạn. “Có thực tế không khi chỉ sử dụng chu kỳ một cell pin trong phạm vi SoC thấp? Rõ ràng là có sự đánh đổi giữa dung lượng hữu ích và khả năng duy trì dung lượng… Không thực tế khi khuyến nghị sử dụng chu kỳ các cell LFP chỉ trong phạm vi 0%–25% SoC, vì đó là sự lãng phí dung lượng.”

InsideEV