Pin LFP của xe điện có thể bị giảm tuổi thọ khi sạc đầy?

Theo InsideEVs, xe điện sử dụng pin lithium iron phosphate (LFP) đang ngày càng được ưa chuộng trên toàn cầu. So với loại pin nickel manganese cobalt (NMC) truyền thống, pin LFP có chi phí sản xuất thấp hơn, ít nguy cơ cháy nổ và có tuổi thọ cao hơn.

Tuy nhiên, do mật độ năng lượng thấp hơn, các nhà sản xuất xe thường sử dụng pin LFP cho các mẫu xe tiêu chuẩn, như Tesla Model 3 bản dẫn động cầu sau, Ford Mustang Mach-E bản cơ bản và Rivian R1S Dual Standard.

Các nhà sản xuất ô tô thường khuyến nghị sạc pin LFP đến 100% định kỳ — ít nhất mỗi tuần một lần đối với Tesla và mỗi tháng một lần theo khuyến cáo của Ford. Việc sạc đầy giúp hiệu chỉnh pin, cung cấp chỉ số phạm vi chính xác hơn khi xe chạy, đồng thời bảo vệ sức khỏe pin và ngăn ngừa giảm hiệu suất. Trái lại, đối với pin NMC, được sử dụng phổ biến trên các mẫu xe điện như Tesla phiên bản Long Range, các nhà sản xuất lại khuyên chỉ nên sạc đến 80-90% để tránh giảm dung lượng lưu trữ theo thời gian.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được đăng trên tạp chí Journal of Electrochemical Society đã mâu thuẫn với khuyến nghị này, chỉ ra rằng việc thường xuyên sạc pin LFP đến mức cao có thể làm hỏng tế bào pin theo thời gian. YouTuber Jason Fenske từ kênh Engineering Explained đã giải thích chi tiết vấn đề này.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng khi pin LFP luôn được sạc đầy, điện áp cao và nhiệt độ tạo ra các hợp chất có hại, chúng tích tụ trên điện cực âm và tiêu thụ lithium, gây ra hiện tượng thoái hóa pin. “Ở trạng thái sạc cao, các phản ứng tiêu cực trong chất điện phân diễn ra nhanh hơn, làm tiêu hao lithium,” theo các tác giả.

Nếu không sử dụng xe điện trong thời gian dài, để pin ở trạng thái sạc thấp hơn có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin vì điện áp thấp không gây hại lâu dài. Mức SoC (State of Charge) chỉ tỷ lệ phần trăm dung lượng pin được lưu trữ, và pin lithium-ion sạc đầy có SoC là 100%.

“Việc duy trì sạc pin ở mức cao (75–100% SoC) gây hại cho pin LFP. Kết quả nghiên cứu cho thấy, SoC trung bình càng thấp thì tuổi thọ pin càng dài,” nghiên cứu cho biết.

Một trong những tác giả nghiên cứu là Tiến sĩ Jeff Dahn, nhà nghiên cứu pin nổi tiếng và đứng đầu nhóm nghiên cứu do Tesla tài trợ, đã giúp Tesla phát triển công nghệ pin NMC. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sạc pin từ 0-25% có thể kéo dài tuổi thọ, nhưng không thuận tiện cho người dùng hàng ngày, đặc biệt nếu họ dựa vào trạm sạc công cộng.

Sạc đầy pin vẫn có ích trong nhiều tình huống, như khi đi đường dài, mất điện, hoặc trong điều kiện thời tiết lạnh. Hơn nữa, pin hiện đại vẫn có tuổi thọ hàng trăm nghìn dặm ngay cả khi không được sạc theo cách lý tưởng. Đây là lý do mà nhiều hãng xe cung cấp bảo hành dài hạn cho pin.

Mặc dù nghiên cứu này mang đến nhiều hiểu biết mới về công nghệ pin, các tác giả không khuyến nghị thay đổi thói quen sạc.

“Người dùng sẽ cần cân nhắc giữa việc sử dụng dung lượng và duy trì độ bền của pin. Sẽ là không thực tế khi họ chỉ sạc pin LFP từ 0%–25%, vì điều này sẽ gây lãng phí dung lượng.”