Được phát minh bởi bác sĩ người Pháp Nhà máy Gastonvào năm 1859, axit chì là loại pin sạc đầu tiên được sử dụng cho mục đích thương mại. Mặc dù tuổi đã cao nhưng hóa chất chì vẫn tiếp tục được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Có những lý do chính đáng cho sự phổ biến của nó; axit chì đáng tin cậy và không tốn kém nếu tính theo giá mỗi watt. Có rất ít loại pin khác cung cấp năng lượng với giá rẻ như axit chì và điều này làm cho pin trở nên tiết kiệm chi phí cho ô tô, xe chơi gôn, xe nâng hàng, hàng hải và nguồn điện liên tục (UPS).
Cấu trúc lưới của pin axit chì được làm từ hợp kim chì. Chì nguyên chất quá mềm và không thể tự hỗ trợ nên một lượng nhỏ kim loại khác được thêm vào để có được độ bền cơ học và cải thiện tính chất điện. Các chất phụ gia phổ biến nhất là antimon, canxi, thiếc và selen. Những loại pin này thường được gọi là “chì-antimon” và “chìcanxi”.
Việc bổ sung thêm antimon và thiếc giúp cải thiện chu kỳ sâu nhưng điều này làm tăng mức tiêu thụ nước và làm tăng nhu cầucân bằng. Canxi làm giảm khả năng tự phóng điện, nhưng tấm canxi chì dương có tác dụng phụ là tăng kích thước do quá trình oxy hóa lưới điện khi bị sạc quá mức. Pin axit chì hiện đại cũng sử dụng các chất kích thích như selen, cadmium, thiếc và asen để giảm hàm lượng antimon và canxi.
Axit chì nặng và kém bền hơn các hệ thống dựa trên niken và lithium khi đạp xe sâu. Việc xả hoàn toàn gây ra hiện tượng căng thẳng và mỗi chu kỳ xả/sạc sẽ vĩnh viễn cướp đi một lượng nhỏ dung lượng của pin. Sự suy giảm này là nhỏ khi pin ở tình trạng hoạt động tốt, nhưng độ mờ dần sẽ tăng lên khi hiệu suất giảm xuống một nửa công suất danh nghĩa. Đặc tính hao mòn này áp dụng cho tất cả các loại pin ở nhiều mức độ khác nhau.
Tùy thuộc vào độ sâu xả, axit chì dành cho các ứng dụng chu trình sâu cung cấp 200 đến 300 chu kỳ xả/sạc. Những lý do chính khiến vòng đời tương đối ngắn của nó là do sự ăn mòn lưới trên điện cực dương, sự cạn kiệt vật liệu hoạt động và sự giãn nở của các tấm dương. Hiện tượng lão hóa này được tăng tốc ở nhiệt độ hoạt động cao và khi dòng điện phóng điện cao.
Sạc pin axit chì rất đơn giản nhưng phải tuân thủ đúng giới hạn điện áp. Việc chọn giới hạn điện áp thấp sẽ bảo vệ pin nhưng điều này tạo ra hiệu suất kém và gây ra sự tích tụ sunfat trên tấm âm. Giới hạn điện áp cao cải thiện hiệu suất nhưng tạo ra hiện tượng ăn mòn lưới điện trên tấm dương. Mặc dù quá trình sunfat hóa có thể bị đảo ngược nếu được bảo dưỡng kịp thời nhưng hiện tượng ăn mòn là vĩnh viễn.
Axit chì không có khả năng sạc nhanh và với hầu hết các loại, thời gian sạc đầy sẽ mất từ 14–16 giờ. Pin phải luôn được bảo quản ở trạng thái sạc đầy. Mức sạc thấp gây ra hiện tượng sunfat hóa, một tình trạng làm giảm hiệu suất của pin. Việc bổ sung cacbon vào điện cực âm sẽ làm giảm vấn đề này nhưng lại làm giảm năng lượng riêng.
Axit chì có tuổi thọ vừa phải, nhưng nó không phụ thuộc vào bộ nhớ như các hệ thống dựa trên niken và khả năng duy trì điện tích là tốt nhất trong số các loại pin có thể sạc lại. Trong khi NiCd mất khoảng 40% năng lượng dự trữ trong ba tháng thì axit chì lại tự thải ra lượng năng lượng tương tự trong một năm. Pin axit chì hoạt động tốt ở nhiệt độ lạnh và vượt trội hơn lithium-ion khi hoạt động ở điều kiện nhiệt độ dưới 0. Theo RWTH, Aachen, Đức (2018), chi phí của axit chì ngập nước là khoảng 150 USD/kWh, một trong những mức giá thấp nhất trong pin.
Thời gian đăng: 13-11-2021