Tìm hiểu Pin điện. Pin và Ắc quy khác nhau như thế nào?

Pin và Ắc quy là những thứ không còn xa lạ đối với chúng ta. Nó được sử dụng cho rất rất nhiều máy móc, thiết bị, xe cộ: điện thoại, xe máy, ô tô, điều khiển từ xa, đồ chơi,…

Khi nói đến Pin, hầu hết chúng ta sẽ nghĩ đến một vật có hình trụ tròn, dài, với hai đầu là hai cực điện khác nhau; và khi nói đến Ắc quy, ta cũng sẽ nghĩ đến một vật có hình hộp chữ nhật, với hai cực chì nổi lên được đánh dấu +/-.

Pin điện là gì?

Pin là một thiết bị lưu trữ năng lượng hóa học và chuyển đổi nó thành điện năng. Đây được gọi là điện hóa học và hệ thống làm nền tảng cho pin được gọi là tế bào điện hóa. Pin có thể được tạo thành từ một hoặc một số tế bào điện hóa (giống như trong tế bào pin ban đầu của Volta). Mỗi tế bào điện hóa gồm hai điện cực ngăn cách nhau bằng chất điện phân.

Pin là một thiết bị bao gồm một hoặc nhiều tế bào điện hóa có kết nối bên ngoài để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện như đèn pin, điện thoại di động, ô tô, xe máy,… Khi pin đang cung cấp năng lượng điện, cực dương của nó là cathode và cực âm của nó là anode. Điện cực được đánh dấu âm (-) là nguồn electron sẽ chạy qua mạch điện bên ngoài đến cực dương (+). Khi pin được kết nối với tải điện bên ngoài, phản ứng oxy hóa khử chuyển đổi các chất phản ứng năng lượng cao thành các sản phẩm năng lượng thấp hơn và sự chênh lệch năng lượng tự do được chuyển đến mạch bên ngoài dưới dạng năng lượng điện.

Phân loại pin

Mặc dù chúng ta có thể nhóm tất cả chúng lại dưới một thuật ngữ duy nhất là “pin”, nhưng thực tế có khoảng 35 loại pin khác nhau chỉ dựa trên sự kết hợp của các vật liệu. Nếu chúng ta tính đến các hình dạng và kích thước khác nhau, thì có khoảng 4.000 loại pin khác nhau.

Pin có thể được chia thành hai danh mục chính tùy thuộc vào cách chúng tạo ra điện và vật liệu được sử dụng để tạo ra chúng.

Một là “pin hóa học” tạo ra điện thông qua các phản ứng hóa học giữa các hợp chất kim loại và tương tự. Một loại khác là “pin vật lý” tạo ra điện thông qua năng lượng mặt trời hoặc nhiệt năng.

Làm thế nào để chúng ta lấy điện từ pin

Pin hóa học bao gồm hai cực: cực dương (+) và cực âm (-) và một dung dịch điện phân. Phản ứng hóa học giữa các cực và dung dịch này là thứ tạo ra điện. Vì vậy, bằng cách sử dụng các chất khác nhau cho các cực và các dung dịch điện phân khác nhau, chúng ta có thể tạo ra rất nhiều loại pin với các đặc tính và hiệu điện thế khác nhau.

Pin Sơ cấp và Pin thứ cấp

Về cơ bản, Pin điện được chia làm 2 loại: pin sơ cấp (sử dụng một lần) và pin thứ cấp (có thể sạc lại) – ắc quy.

Pin sơ cấp là pin (tế bào điện) được thiết kế để sử dụng một lần và bỏ đi, không được sạc lại và không thể sạc lại bằng điện và cũng không được tái sử dụng giống như pin thứ cấp (pin có thể sạc lại). Nói chung, phản ứng điện hóa xảy ra trong pin sơ cấp là không thể đảo ngược, làm cho tế bào điện không thể sạc được. Khi một tế bào pin sơ cấp được sử dụng, các phản ứng hóa học trong pin sử dụng hết các hóa chất tạo ra nguồn điện; khi chúng biến mất, pin ngừng sản xuất điện.

Ngược lại, trong tế bào pin thứ cấp, phản ứng có thể được đảo ngược bằng cách cho dòng điện chạy vào tế bào với bộ sạc pin để sạc lại, tái tạo các chất phản ứng hóa học. Thuật ngữ “accumulator” dịch ra “bộ tích lũy” hay còn gọi là Ắc-quy được sử dụng vì nó tích lũy và lưu trữ năng lượng thông qua phản ứng điện hóa thuận nghịch.

Như vậy Battery là chỉ Pin nói chung (bao gồm pin sơ cấp và pin thứ cấp – ắc quy), còn Ắc quy (có lẽ đọc gần giống theo phiên âm của từ accumulator) là chỉ loại pin có thể sạc lại hay Pin thứ cấp. Ngày nay, chúng ta quen gọi tất cả là pin, và điều này là đúng.