Hệ pin Super Tabless Cells là gì? Có ưu điểm gì?

Super Tabless Cells là hệ pin dùng cell có cấu trúc không tab (tabless). Ở cell thông thường, toàn bộ dòng điện phải dồn qua một dải kim loại nhỏ. Ở cell tabless, dòng điện đi ra trên suốt mép điện cực. Nhờ vậy, pin ít nóng hơn, giữ công suất tốt hơn khi máy chạy tải nặng và có thể sạc nhanh hơn.

Bạn có thể đã từng dùng máy mài yếu dần dù pin vẫn còn vạch, pin nóng lên rồi tự ngắt giữa chừng, hoặc phải đợi pin nguội mới sạc được. Một phần nguyên nhân nằm ở cấu trúc bên trong cell pin.

Super Tabless Cells là gì?

Super Tabless Cells là tên INGCO dùng cho công nghệ cell pin tabless trên hệ pin P20S 20V. Đây không phải một loại pin có hóa học mới, mà là cải tiến trong cấu trúc bên trong cell pin Li-ion, giúp dòng điện được dẫn ra ngoài hiệu quả hơn.

Trong một cell pin hình trụ, các lá điện cực mỏng được cuộn chặt cùng những lớp màng ngăn. Với thiết kế thông thường, dòng điện được dẫn ra ngoài thông qua một hoặc vài dải kim loại nhỏ gọi là tab. Trong khi đó, ở cell tabless, mép điện cực được thiết kế thành đường dẫn điện liên tục, tạo ra nhiều đường dẫn dòng điện thay vì tập trung vào một vài điểm như trước.

Điểm khác biệt này nằm ở cấu trúc dẫn điện, không phải ở dung lượng pin. Vì vậy, công nghệ tabless không tự làm tăng dung lượng (Ah), thông số này vẫn phụ thuộc vào từng mẫu pin cụ thể.

Tab trong cell pin là gì?

Tab là dải kim loại nối điện cực bên trong cell với cực pin bên ngoài. Mọi dòng điện đi vào hay đi ra khỏi cell đều phải qua tab.

Tab thường làm bằng nhôm ở cực dương và niken ở cực âm. Nó đảm nhận hai việc: dẫn dòng điện và dẫn nhiệt ra khỏi lõi cell.

Vấn đề nằm ở kích thước. Lá điện cực khi trải ra rất dài, nhưng tab chỉ là một dải hẹp. Dòng điện sinh ra ở đầu xa của lá điện cực phải đi một quãng dài mới tới được tab. Quãng đường càng dài thì điện trở càng lớn.

Khi máy chạy tải nhẹ, ảnh hưởng này không đáng kể. Nhưng khi máy mài, máy cưa hay máy khoan bê tông kéo dòng lớn, toàn bộ dòng điện dồn về một điểm hẹp. Điểm đó trở thành nút thắt: điện áp sụt, nhiệt tăng, và mạch bảo vệ có thể ngắt sớm để giữ an toàn cho pin.

Nói cách khác, tab quyết định pin có giải phóng hết sức mạnh của nó ra ngoài được hay không. Vì thế, các nhà sản xuất liên tục cải tiến cách bố trí tab, và tabless là một bước tiến trong quá trình đó.

Các thế hệ cấu trúc cell – từ một tab đến tabless

Cấu trúc cell pin hình trụ đã trải qua ba bước chính: cell một tab, cell nhiều tab và cell tabless. Mỗi bước đều nhằm rút ngắn đường đi của dòng điện và giảm nhiệt sinh ra bên trong cell.

Cell một tab

Đây là thiết kế lâu đời và phổ biến. Mỗi cực của cell chỉ có một tab hàn vào lá điện cực. Cách làm này đơn giản, nhưng toàn bộ dòng điện phải dồn về một điểm. Dòng điện ở đầu xa của lá điện cực phải đi một quãng dài, nên điện trở cao và nhiệt tập trung quanh tab. Ngoài ra, vì mọi thứ phụ thuộc vào một mối nối duy nhất, chỉ cần tab bị đứt hoặc hỏng là cell không còn hoạt động bình thường.

Cell nhiều tab

Để giảm nút thắt, nhà sản xuất hàn thêm tab dọc theo lá điện cực. Dòng điện được chia ra nhiều lối thoát, quãng đường đi ngắn lại và cell chịu được dòng sạc, dòng xả lớn hơn. Đổi lại, mỗi tab là thêm một mối hàn, nên quy trình sản xuất phức tạp hơn. Dòng điện cũng vẫn dồn về vài điểm cục bộ.

Cell tabless (full tab)

Cell tabless đi đến cùng ý tưởng trên: thay vì thêm tab, toàn bộ mép lá điện cực trở thành tab. Dòng điện có thể thoát ra ở bất kỳ vị trí nào dọc theo chiều dài lá điện cực. Ý tưởng này đã xuất hiện trong các bằng sáng chế từ năm 2006. Công nghệ được chú ý rộng rãi từ năm 2020, khi cell pin xe điện dùng thiết kế tabless được giới thiệu.

Tiêu chí	Cell một tab	Cell nhiều tab	Cell tabless
Điểm thu dòng	Một điểm mỗi cực	Vài điểm mỗi cực	Toàn bộ mép điện cực
Quãng đường dòng điện	Dài	Ngắn hơn	Ngắn
Điện trở trong	Cao	Thấp hơn	Thấp
Phân bố nhiệt	Dồn quanh tab	Bớt dồn	Đều hơn
Khả năng xả dòng lớn	Hạn chế	Khá	Tốt

Cơ chế hoạt động của cell tabless

Cell tabless hoạt động bằng cách cho dòng điện đi thẳng ra mép lá điện cực, thay vì chạy dọc lá để tìm tới một tab. Quãng đường ngắn lại, điện trở giảm, và nhiệt sinh ra được phân bố đều khắp cell.

Khi sản xuất, mép lá điện cực được chừa một dải kim loại không phủ vật liệu hoạt tính. Sau khi cuộn lại, các mép này tạo thành một bề mặt tiếp xúc liên tục ở hai đầu cell. Bề mặt đó được nối với đĩa thu dòng hoặc nắp cell. Kết quả là có hàng trăm đường dẫn điện ngắn chạy song song, thay vì một đường dài duy nhất.

Cơ chế này tạo ra ba thay đổi chính.

Thứ nhất, đường đi của dòng điện ngắn lại rõ rệt. Ví dụ, ở cell 4680 của Tesla, đường dẫn điện giảm từ 250 mm xuống còn 50 mm. Nhờ vậy, một cell tabless kích thước lớn vẫn có đường đi ngắn hơn một cell có tab nhỏ hơn nó.

Tiếp đó điện trở trong giảm. Dòng điện chia đều qua nhiều đường song song, nên không còn điểm nào phải gánh toàn bộ tải. Khi máy kéo dòng lớn, điện áp ít bị sụt hơn và công suất được giữ ổn định hơn.

Thứ ba, nhiệt được phân bố đều. Không còn điểm nóng tập trung quanh tab. Mép kim loại liền khối ở hai đầu cell cũng trở thành đường dẫn nhiệt từ lõi cell ra ngoài.

Cần hiểu đúng một điều: tabless không tạo thêm năng lượng cho pin. Nó giúp năng lượng sẵn có trong cell được đưa ra ngoài nhanh hơn và ít bị hao phí thành nhiệt hơn.

 

Ưu điểm của pin tabless so với các thế hệ trước

Nhờ dòng điện đi quãng đường ngắn hơn và phân bố đều hơn, pin tabless có năm ưu điểm chính so với cell một tab và cell nhiều tab. Những ưu điểm này thể hiện rõ khi máy làm việc nặng hoặc chạy liên tục.

Giữ công suất ổn định khi tải nặng

Pin tabless ít bị sụt áp khi máy kéo dòng lớn. Điện trở trong thấp nên điện áp giảm ít hơn mỗi khi máy mài ghì vào vật liệu hay máy khoan gặp lớp bê tông cứng. Máy giữ được lực đều hơn, ít có cảm giác “đuối” giữa chừng dù pin vẫn còn dung lượng.

Ít sinh nhiệt, tản nhiệt đều hơn

Pin tabless ít nóng hơn khi làm việc. Một phần năng lượng luôn bị mất thành nhiệt khi dòng điện đi qua điện trở. Điện trở giảm thì nhiệt sinh ra cũng giảm. Nhiệt lại không dồn vào một điểm nên pin ít bị mạch bảo vệ ngắt sớm vì quá nóng. Đây là lợi thế đáng kể trong điều kiện làm việc ngoài trời nắng nóng tại Việt Nam.

Sạc nhanh hơn, ít phải chờ pin nguội

Pin tabless có thể nhận dòng sạc tốt hơn. Khi sạc, nhiệt cũng là yếu tố khiến bộ sạc phải giảm dòng hoặc tạm dừng. Pin ít nóng thì quá trình sạc ít bị gián đoạn. Pin vừa dùng xong cũng nhanh trở về nhiệt độ có thể sạc. Tốc độ sạc thực tế vẫn phụ thuộc vào bộ sạc và dung lượng pin, tùy model.

Hỗ trợ kéo dài tuổi thọ pin

Pin tabless giúp hạn chế một trong những nguyên nhân chính làm pin xuống cấp: nhiệt. Pin Li-ion chai nhanh hơn khi thường xuyên làm việc ở nhiệt độ cao. Giảm điểm nóng cục bộ giúp các cell được bảo vệ tốt hơn qua nhiều chu kỳ sạc xả. Thiết kế này cũng loại bỏ rủi ro hỏng cell vì tab bị đứt hay mối hàn tab bị lỗi.

Hoạt động ổn định hơn trong điều kiện khắc nghiệt

Cell full tab được đánh giá có hiệu suất tốt hơn ở nhiệt độ thấp và an toàn hơn, phù hợp với các môi trường làm việc khó. Nhờ khả năng dẫn điện và tản nhiệt tốt, pin duy trì hiệu suất đều hơn khi nhiệt độ môi trường thay đổi, từ công trình ngoài trời đến xưởng kín.

Công nghệ tabless có giới hạn gì?

Tabless là một cải tiến thực sự, nhưng không phải lời giải cho mọi vấn đề của pin. 

Tabless không làm tăng dung lượng. Thời gian chạy vẫn phụ thuộc vào số Ah và Wh của từng model pin. Một pin tabless 4Ah không chứa nhiều năng lượng hơn một pin thường 4Ah.

Lợi ích rõ khi làm việc nặng. Với máy khoan nhẹ hay bắt vít thông thường, máy không kéo dòng lớn nên khác biệt giữa pin tabless và pin thường có thể không đáng kể.

Hiệu suất cuối cùng phụ thuộc vào cả hệ thống. Mạch quản lý pin (BMS), bộ sạc, chất lượng lắp ráp pack pin và động cơ của máy đều ảnh hưởng tới kết quả. Cell tốt nhưng hệ thống kém thì máy vẫn không phát huy hết khả năng.

Đây vẫn là pin Li-ion. Bạn vẫn cần dùng đúng bộ sạc, tránh va đập mạnh, không để pin ở nơi quá nóng và không tự tháo vỏ pin. Cấu trúc tabless giúp giảm điểm nóng, nhưng không thay thế được việc sử dụng đúng cách.

Các con số hiệu suất do nhà sản xuất công bố thường là so sánh giữa sản phẩm mới và sản phẩm cũ của chính hãng đó, trong điều kiện đo riêng. Khi so sánh giữa các thương hiệu, bạn nên thận trọng với những con số này.

Super Tabless Cells trên hệ pin INGCO P20S và các công việc phù hợp

Super Tabless Cells là cách INGCO đưa công nghệ cell tabless vào hệ pin P20S 20V. Pin dùng chung chuẩn P20S, nên bạn có thể lắp vào các máy INGCO 20V đang dùng mà không cần đổi máy.

Công nghệ mới giúp pin vận hành ổn định, hỗ trợ sạc nhanh hơn, tản nhiệt hiệu quả và hỗ trợ kéo dài tuổi thọ pin. Những lợi ích này khớp với nguyên lý tabless đã phân tích ở các phần trên.

Hiện INGCO Việt Nam có hai mẫu pin dùng Super Tabless Cells:

Mã sản phẩm	Điện áp	Dung lượng	Đèn báo	Chuẩn tương thích
FBLI2123	20V	4.0Ah	LED báo dung lượng	P20S
FBLI2125	20V	5.0Ah	LED báo dung lượng	P20S

Với cùng một máy, pin 5.0Ah chứa nhiều năng lượng hơn nên chạy được lâu hơn. Bạn nên chọn dung lượng theo thời gian làm việc liên tục mà mình cần.

Pin Super Tabless Cells cho thấy ưu thế rõ rệt trên các máy kéo dòng lớn hoặc chạy liên tục:

• Máy mài góc, máy cắt
• Máy cưa
• Máy khoan búa, máy khoan bê tông
• Máy vặn bu lông
• Máy bắn đinh tường gạch, bê tông nhẹ

Khi mua pin, bạn nên chọn kênh phân phối chính hãng để được bảo hành đầy đủ và tránh pin giả. Pin trôi nổi có thể in chữ “tabless” trên vỏ, nhưng không có gì đảm bảo cấu trúc cell và mạch bảo vệ bên trong đúng như công bố.

Câu hỏi thường gặp

Pin tabless có phải là pin thể rắn không?

Không. Pin tabless vẫn là pin Li-ion dùng chất điện phân lỏng như pin thông thường. Tabless chỉ thay đổi cách dòng điện được dẫn từ điện cực ra ngoài, không thay đổi hóa học pin.

Pin Super Tabless Cells có dùng được với máy và sạc P20S đang có không?

Có. Pin FBLI2123 và FBLI2125 dùng chuẩn P20S, nên lắp được vào các máy và bộ sạc INGCO 20V thuộc hệ P20S. Thời gian sạc thực tế phụ thuộc vào bộ sạc bạn dùng và dung lượng pin.