Với sự gia tăng của xã hội già hóa và nhu cầu đi lại ngày càng tăng của người khuyết tật, xe lăn điện, là thiết bị hỗ trợ di chuyển thiết yếu, dựa vào pin làm nguồn điện chính. Hiệu suất của những loại pin này ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm của người dùng. Hiện tại, pin lithium và pin axit-chì là hai loại pin thường được sử dụng trong xe lăn điện. Chúng thể hiện sự khác biệt đáng kể về mật độ năng lượng, độ bền, tuổi thọ, độ an toàn và các khía cạnh khác, điều này quyết định sự phù hợp của chúng cho các tình huống ứng dụng khác nhau trong xe lăn điện.
1. Mật độ năng lượng và tính di động
Pin lithium có lợi thế đáng kể về mật độ năng lượng. Ví dụ, pin lithium iron phosphate thông thường có thể đạt mật độ năng lượng 130 - 160Wh/kg, trong khi pin axit-chì chỉ đạt 30 - 50Wh/kg. Sự khác biệt về mật độ năng lượng này có nghĩa là đối với cùng một yêu cầu về công suất, pin lithium có kích thước nhỏ hơn và nhẹ hơn. Lấy một chiếc xe lăn điện được trang bị pin 24Ah làm ví dụ. Nếu sử dụng pin axit-chì, nó có thể nặng tới 15 - 20kg, trong khi pin lithium có cùng dung lượng có thể giảm trọng lượng xuống còn 3 - 5kg. Đối với những người thường xuyên cần gấp và mang theo xe lăn điện của họ, chẳng hạn như khi đi du lịch bằng ô tô hoặc máy bay, trọng lượng nhẹ của pin lithium giúp tăng cường đáng kể tính di động và giảm bớt gánh nặng cho người dùng và người chăm sóc của họ trong quá trình xử lý. Ngoài ra, kích thước nhỏ hơn của pin lithium cho phép đặt linh hoạt hơn bên trong xe lăn điện, tạo điều kiện tối ưu hóa thiết kế cấu trúc tổng thể của xe lăn.
2. Độ bền
Về độ bền, pin lithium có thể cung cấp năng lượng bền bỉ hơn cho xe lăn điện nhờ mật độ năng lượng cao của chúng. Nói chung, đối với pin lithium và pin axit-chì có cùng dung lượng, phạm vi hoạt động của xe lăn điện chạy bằng pin lithium có thể tăng thêm 30% - 50%. Ví dụ, khi một chiếc xe lăn điện được trang bị pin axit-chì 48V/12Ah, phạm vi hoạt động của nó là khoảng 20 - 25 km. Tuy nhiên, sau khi thay thế bằng pin lithium có cùng điện áp và dung lượng, phạm vi hoạt động có thể đạt 28 - 35 km. Đối với những người cần ra ngoài trong thời gian dài, chẳng hạn như tham dự các buổi họp mặt xã hội hoặc đến thăm công viên, độ bền lâu hơn của pin lithium làm giảm sự bối rối khi hết điện giữa chừng và tăng cường sự tiện lợi và tự chủ khi đi lại.
3. Tuổi thọ và chi phí bảo trì
Pin lithium thường có tuổi thọ chu kỳ dài hơn. Số chu kỳ sạc-xả của pin lithium-ion thông thường có thể đạt 500 - 1000 lần, và một số pin lithium iron phosphate hiệu suất cao thậm chí có thể vượt quá 2000 chu kỳ. Ngược lại, tuổi thọ chu kỳ của pin axit-chì thường chỉ là 200 - 300 lần. Giả sử một người dùng xe lăn điện sạc và xả pin một lần một ngày, pin lithium có thể chỉ cần thay thế sau 3 - 5 năm, trong khi pin axit-chì có thể cần thay thế sau 1 - 2 năm. Việc thay pin thường xuyên không chỉ làm tăng chi phí kinh tế - một pin axit-chì 48V/12Ah có giá khoảng 300 - 500 nhân dân tệ, trong khi pin lithium đắt hơn, khoảng 1000 - 2000 nhân dân tệ - mà xét đến chu kỳ thay thế, chi phí tổng thể dài hạn của pin lithium thực sự thấp hơn. Hơn nữa, pin axit-chì yêu cầu kiểm tra và bổ sung chất điện phân thường xuyên trong quá trình sử dụng, điều này khá rườm rà. Mặt khác, pin lithium về cơ bản không cần bảo trì, giúp giảm thêm chi phí sử dụng và gánh nặng vận hành cho người dùng.
4. An toàn
Pin lithium và pin axit-chì mỗi loại có những đặc tính an toàn riêng. Pin lithium không chứa các kim loại nặng độc hại như chì, thủy ngân và cadmium, dẫn đến ít ô nhiễm môi trường hơn trong quá trình sản xuất, sử dụng và thải bỏ. Tuy nhiên, pin lithium gây ra các rủi ro về an toàn như cháy và nổ trong trường hợp sạc quá mức, xả quá mức hoặc đoản mạch. Tuy nhiên, với sự tiến bộ liên tục của công nghệ Hệ thống Quản lý Pin (BMS), BMS tiên tiến có thể theo dõi các thông số như điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin trong thời gian thực. Khi các điều kiện bất thường được phát hiện, các biện pháp bảo vệ ngay lập tức, chẳng hạn như cắt mạch hoặc điều chỉnh dòng sạc, được thực hiện để giảm hiệu quả các rủi ro về an toàn. Mặc dù pin axit-chì ít có khả năng gây ra các tai nạn cháy hoặc nổ nghiêm trọng, nhưng quá trình sản xuất của chúng tiêu thụ một lượng lớn tài nguyên chì. Nếu không được xử lý đúng cách sau khi thải bỏ, các kim loại nặng như chì có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng cho đất và nguồn nước. Ngoài ra, chất điện phân của pin axit-chì có tính ăn mòn và có thể gây hại cho con người và môi trường nếu nó bị rò rỉ.
5. Chi phí
Hiện tại, chi phí mua ban đầu của pin lithium cao hơn đáng kể so với pin axit-chì. Lấy pin 48V/12Ah làm ví dụ, pin axit-chì có giá 300 - 500 nhân dân tệ, trong khi pin lithium có giá 1000 - 2000 nhân dân tệ. Điều này làm cho pin axit-chì hấp dẫn hơn đối với những người dùng nhạy cảm về giá cả. Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, xét đến tuổi thọ dài và chi phí bảo trì thấp của pin lithium, chi phí tổng thể của chúng cạnh tranh hơn từ góc độ sử dụng lâu dài.
6. Thích ứng với các tình huống ứng dụng thực tế
Dựa trên các đặc điểm trên, pin lithium phù hợp hơn với những người có yêu cầu cao về tính di động, độ bền và tuổi thọ và có ngân sách tương đối đủ, chẳng hạn như người dùng xe lăn điện thường xuyên đi du lịch hoặc thường xuyên tham gia các hoạt động xã hội. Mặt khác, pin axit-chì phù hợp hơn với những người nhạy cảm về giá cả, có tần suất sử dụng thấp và có phạm vi hoạt động nhỏ, nhờ chi phí ban đầu thấp hơn của chúng. Ví dụ, một người lớn tuổi chủ yếu ở nhà và chỉ thỉnh thoảng di chuyển xung quanh khu phố có thể đáp ứng nhu cầu cơ bản của họ bằng xe lăn điện chạy bằng pin axit-chì. Tuy nhiên, đối với một người trẻ khuyết tật thường xuyên tham gia các hoạt động ngoài trời và coi trọng sự tiện lợi khi đi lại, một chiếc xe lăn điện có pin lithium là một lựa chọn tốt hơn.
Pin lithium và pin axit-chì mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng trong ứng dụng xe lăn điện. Với sự phát triển liên tục của công nghệ pin lithium và việc giảm dần chi phí, pin lithium dự kiến sẽ đóng một vai trò chủ đạo hơn trong lĩnh vực xe lăn điện trong tương lai, mang đến cho người dùng trải nghiệm đi lại chất lượng cao hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn.