Điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay, đèn pin, máy cạo râu, đồng hồ treo tường, điều khiển từ xa (remote), đồ chơi trẻ em, micro không dây, ổ khóa cửa điện tử… không thể hoạt động nếu không có pin! Thế giới cũng sẽ không có ô tô điện nếu không có pin cho xe điện!
Vậy là bạn đã hình dung, trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta cần pin như thế nào! Pin cung cấp nguồn năng lượng cho các thiết bị ở khắp nơi trong cuộc sống xung quanh bạn.
Mặc dù có nhiều loại pin khác nhau, nhưng về cơ bản, chức năng của chúng vẫn giống nhau. Khi một thiết bị được kết nối với pin, một phản ứng xảy ra tạo ra năng lượng điện. Đây được gọi là phản ứng điện hóa.
Nhà vật lý người Ý Count Alessandro Volta lần đầu tiên phát hiện ra quá trình này vào năm 1799 khi ông tạo ra một loại pin đơn giản từ các tấm kim loại và giấy (bìa cứng) ngâm nước muối. Kể từ đó, các nhà khoa học cải tiến rất nhiều về pin, dựa trên thiết kế ban đầu của Volta, để tạo ra pin được làm từ nhiều loại vật liệu với vô số kích cỡ.
Pin hoạt động như thế nào?
Nhìn vào bất kỳ viên pin nào, bạn sẽ thấy nó có hai đầu cực. Một đầu đánh dấu + (cực dương), đầu còn lại đánh dấu - (cực âm).
Viên pin trong đèn pin thông thường, như pin AA, hai cực được đặt ở hai đầu. Tuy nhiên, trên pin 9 volt hoặc pin ô tô, các đầu cực được đặt cạnh nhau trên đầu pin.
Nếu bạn nối một dây dẫn giữa hai đầu cực, các electron sẽ chạy từ đầu cực âm sang đầu cực dương. Điều này sẽ nhanh chóng làm hao mòn pin và cũng có thể gây nguy hiểm, đặc biệt là đối với pin lớn. Để khai thác đúng cách điện tích pin tạo ra, bạn phải kết nối nó với tải. Tải có thể là một vật gì đó, như đèn pin hay đồ chơi trẻ em.
Mặc dù quy trình sản xuất điện của pin hơi khác nhau giữa các loại pin, nhưng về cơ bản vẫn giống nhau. Khi một tải hoàn thành đoạn mạch giữa hai đầu cực, pin sẽ tạo ra điện thông qua một loạt phản ứng điện từ giữa cực dương, cực âm và chất điện phân. Phản ứng ở cực dương tạo ra các electron, phản ứng ở cực âm hấp thụ chúng. Sản phẩm là điện.
Các loại pin phổ biến
Pin sử dụng nhiều loại hóa chất để cung cấp năng lượng cho các phản ứng hóa học của chúng. Các loại pin phổ biến hiện nay bao gồm:
- Pin kẽm carbon (Zinc-carbon): Pin kẽm carbon là loại pin thông dụng nhất, phổ biến như pin tiểu (AAA, AA), pin trung (C), pin đại (D). Pin kẽm-carbon có điện áp 1,5V, thường được sử dụng trong các thiết bị ít tiêu thụ điện năng, như remote, đồng hồ treo tường hay đồ chơi trẻ em. Pin kẽm-carbon dùng 1 lần, không sạc lại.
Pin kẽm-carbon
- Pin kiềm (Alkaline): Pin kiềm thường thấy ở pin AA, AAA, pin 9V... Pin Alkaline cũng có điện áp 1,5V, được sử dụng cho các thiết bị như máy ảnh, máy đo huyết áp, đèn pin,... Pin kiềm sử dụng 1 lần, không sạc lại.
Pin kiềm (Alkaline)
- Pin lithium ion (Lithium-ion): Pin lithium ion trữ năng lượng cao, thường sử dụng trong các thiết bị điện tử, chẳng hạn như điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, máy tính xách tay, thậm chí cả ô tô điện. Pin lithium-ion là pin sạc lại được.
Pin lithium-ion
- Pin axit chì (Lead-acid): Pin axit chì cung cấp nguồn năng lượng lớn và có tuổi thọ cao hơn so với các loại pin khác. Tuy nhiên điểm trừ của loại pin này là sạc quá lâu, có thể gây cháy nổ. Khi sử dụng bộ sạc không phù hợp, pin có thể bị chai hoặc hoạt động kém hơn.
Pin axit chì
- Pin oxit bạc (Silver-oxide): Pin oxit bạc có thiết kế nhỏ dẹt như chiếc cúc áo, nên còn gọi là pin cúc áo. Pin này có điện áp 6V hoặc 12V, thường sử dụng cho đồng hồ đeo tay, máy ảnh, máy tính, các loại đồ chơi,... Pin cúc áo sử dụng 1 lần, không sạc lại.
Pin cúc áo
Công nghệ pin đang phát triển vượt bậc, phản ánh rõ ràng trong việc cung cấp năng lượng cho các sản phẩm công nghệ mới, vốn phụ thuộc rất nhiều vào nguồn điện mà pin cung cấp. Chúng ta chưa thể tưởng tượng các thế hệ tiếp theo của pin cải tiến vượt bậc đến đâu.
