Vì thế trong bài báo này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách thức sử dụng Pin trong các thiết bị điện cũng như những cách để khai thác chúng hiệu quả nhất. 

Lịch sử phát triển của Pin hiện đại bắt đầu vào năm 1800 khi nhà vật lý người Italia Alessandro Volta phát minh ra Pin Volta. Volta đã xếp chồng nhiều tấm kim loại kẽm và bạc xen kẽ ( điện cực ) được ngăn cách bởi các tấm bìa nhúng nước muối ( chất điện môi ) . Khi hai tấm trên cùng và dưới cùng được kết nối bằng dây dẫn, một dòng điện sẽ chạy qua dây dẫn và chồng kim loại. Khi chồng kim loại ngày càng được chất cao, lực điện cũng trở nên mạnh hơn.   

Pin hoạt động ra sao

Theo cách hiểu đơn giản nhất thì Pin là một thiết bị chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Các loại Pin ngày nay như Pin AA, C hay D đều có 2 cực. Một là cực dương (+) và một là cực âm (-). Bên trong Pin chứa các thành phần hoạt động giống như chồng kim loại mà Volta đã sử dụng, tức các tấm kim loại để làm điện cực và một chất có tác dụng như nước muối để làm chất điện phân. Các điện cực không tiếp xúc với nhau nhưng được nối lại bằng chất điện phân.

Khi bạn nối một dây dẫn giữa hai cực âm và dương, các điện tử ( Electron ) sẽ chạy từ cực âm đến cực dương. Khi một thiết bị điện như bóng đèn đươc nối với Pin, nó sẽ hoạt động được nhờ dòng điện chạy qua.

Lực điện chạy qua các cực của một ngăn Pin được gọi là điện áp điện cực và được tính bằng Volt ( V ) . Độ lớn của điện áp phụ thuộc vào các phản ứng hóa học bên trong ngăn Pin, vì thế việc sử dụng các hóa chất khác nhau sẽ cho ra các điện áp khác nhau. 

Các loại Pin

Pin ngày nay được sử dụng trong rất nhiều thiết bị và được chia làm hai nhóm chính: không sạc lại được và sạc lại được.

Hai loại Pin này tạo ra điện năng theo cùng một cách. Khác biệt là ở chỗ Pin không sạc lại được sẽ cạn khi nguồn cung chất phản ứng hóa học không còn. Còn Pin sại lại được thì có thể sạc lại và sử dụng lại bằng cách cung cấp điện cho Pin và đảo ngược các phản ứng hóa học, khôi phục lại trạng thái ban đầu và làm Pin có thể sử dụng lại. Tuy nhiên, do chất phản ứng đã bị hao mòn, chất điện phân mất đi và tình trạng gỉ sét bên trong nên các Pin này chỉ có thể được sạc lại một số lần nhất định. 

Pin không sạc được

Pin Kẽm-Carbon, còn gọi là Pin Carbon chuẩn được sử dụng trong nhiều loại Pin khô AA, C và D. Các điện cực làm từ Kẽm và Carbon. Chất điện phân là hỗn hợp axit. Các Pin này tạo ra điện áp 1.5 V. 

Pin Alkaline thường được các hãng như Duracell hay Energizer chế tạo. Điện cực làm từ Kẽm và Oxit Mangan. Điện phân là Alkaline, cũng có điện áp 1.5 V.   

Pin sử dụng một lần chỉ có thể sử dụng cho đến khi cạn hết và vứt đi, thường dùng trong các thiết bị cầm tay có dòng điện thấp và được sử dụng liên tục như đồng hồ và điều khiển từ xa. Pin dùng một lần thường không đủ cho các thiết bị hao Pin như máy ảnh kỹ thuật số. Tuy nhiên ngày nay một số loại Pin cao cấp dùng một lần đã được cải tiến để sử dụng cho các thiết bị này.  

Pin sạc được

Ví dụ như Pin Axit- Chì trong ô tô, điện cực làm từ chì và oxit chì, còn chất điện phân là axit đặc.  

Trong Pin Nickel-Cadmium (NiCd), điện cực là Hidroxit Nickel và Cadmium, còn chất điện phân là Hidroxit Potassium.

Pin NiCd có thể tạo ra dòng điện mạnh và sạc trong thời gian ngắn ở điện áp cao, nhưng chúng cũng có nhược điểm gọi là hiệu ứng nhớ. Khi một Pin NiCd được sạc mà chưa xả hết, các tinh thể sẽ phát triển trong Pin, làm giảm dung lượng Pin và rất khó gỡ. ( chúng tôi đã có bài chi tiết về hiệu ứng này trong trang Web cũ , bạn nên tìm đọc để biết thêm )

Pin Hydrua Kim loại - Nickel (NiMH) đang thay thế Pin Nickel-Cadmium bởi chúng cũng có tính năng tương tự nhưng không gặp hiệu ứng nhớnhư trong Pin Nickel-Cadmium. 

Cả 2 loại Pin này đều sinh ra điện áp 1.2 V, thấp hơn một chút so với Pin Kẽm-Carbon hay Pin Alkaline. Tất cả các Pin sạc đều mất đần điện năng. Ví dụ như khi không sử dụng, Pin Hydrua Kim loại - Nickel sẽ tự mất từ 20% đến 50% điện năng trong vòng 6 tháng. Các nhân tố như nhiệt độ nơi lưu trữ cũng ảnh hưởng đến tốc độ này.  

Pin Ion Lithium (Li-ion) lại dùng Lithium và Carbon làm điện cực. Chúng có tỉ lệ điện năng / khối lượng rất tốt và tốc độ tự hao hụt khi không sử dụng thấp, vì thế chúng thường được dùng trong laptop và điện thoại cao cấp.   

Các Pin sạc như NiMH khi bán ra thường chưa có điện và bạn phải sạc trước khi dùng, nhưng giờ đây một số Pin sạc sẵn đã xuất hiện. 

Pin chuyên dụng

Ngoài ra còn có một số loại Pin chuyên dụng, cả không sạc được và sạc lại được. Pin Lithium-Iodide có thời gian sử dụng rất lâu, còn Pin Oxit Kẽm- Thủy ngân lại dùng trong dụng cụ trợ thính.   

Pin công nghệ cao

Pin được phát minh từ gần 2 thế kỷ trước và vẫn tiếp tục được cải tiến không ngừng để có chất lượng tốt hơn. Các hãng sản xuất Pin cũng cải tiến quy trình sản xuất cũng như thành phần hóa học của chúng để tạo ra những loại Pin nhẹ hơn và dùng được lâu hơn. 

Energizer cho biết họ đã phát triển được loại Pin AA và AAA có thời gian sử dụng lâu nhất thế giới mang tên Energizer Ultimate Lithium. Chúng dùng được gấp 8 lần thời gian so với Pin thông thường và nặng bằng 2/3 so với Pin Alkaline chuẩn, chịu được nhiệt độ từ  -40º C đến 60º C, thời gian lưu trữ suốt 15 năm và cấu trúc chống rò rỉ. Loại Pin này hướng đến các thiết bị cao cấp như camera và máy MP3, thiết bị định vị cầm tay và những bộ phận chiếu sáng Flash. 

Duracell cũng có một loại Pin mang tên Ultra PowerPix được thiết kế bằng công nghệ độc quyền NiOx để tạo ra nhiều năng lượng hơn cho các thiết bị cần nhiều điện năng. Họ cho biết loại Pin Ultra PowerPix  này cho phép bạn chụp gấp đôi số ảnh so với Pin Alkaline thông thường. Pin PowerPix dựa trên công thức Nickel Oxy Hydroxide.

Còn Panasonic thì đã sản xuất loại Pin Oxyride dùng Dioxit Mangan và Than chì cải tiến, giúp kéo dài thời gian sử dụng Pin. Pin Oxyride cũng dùng công nghệ hút chân không để đưa nhiều chất điện phân hơn vào từng viên Pin. Các loại Pin này chụp được gấp đôi số ảnh so với dùng Pin Alkaline thông thường.   

Sự thật về Pin

Dưới đây là một số thực tế về Pin mà bạn nên biết.   

• Tất cả các loại Pin đều tự mất điện năng theo thời gian – ngay cả khi không sử dụng. 
• Nhiệt độ càng thấp, tốc độ tự mất điện năng càng chậm. 
• Mặc dù nhiều người vẫn đông lạnh Pin như một cách bảo quản, nhưng hầu hết các nhà sản xuất không khuyên bạn làm điều này. 
• Nếu bạn đông lạnh Pin, phải đưa nó về nhiệt độ trong phòng trước khi sử dụng. 
• Sử dụng hoặc cất giữ Pin ở nhiệt độ cao, hoặc dùng chúng ở nhiệt độ thấp có thể ảnh hưởng đến điện áp của Pin và giảm chất lượng Pin. 
• Không nên để Pin trong túi áo hoặc túi xách, chúng có thể bị ảnh hưởng bởi các vật kim loại như chìa khóa, đồng xu hay kẹp giấy, tạo ra nhiệt và có thể gây rò rỉ và làm bị thương người sử dụng. 
• Pin làm có thành phần hóa học khác nhau không bao giờ được sử dụng chung trên cùng một thiết bị. 
• Pin cũ không nên dùng chung với Pin mới. 
• Pin sạc lại và không sạc lại không nên dùng chung với nhau. 
• Các thiết bị tốn Pin như camera số sẽ có thời gian dùng Pin ngắn hơn so với các thiết bị ít tốn Pin như đồng hồ. 
• Pin Alkaline không bị rò rỉ trong điều kiện sử dụng và bảo quản bình thường. Tuy nhiên nguy cơ rò rỉ sẽ tăng đáng kể nếu dùng chung các Pin có thành phần khác nhau, hoặc dùng chung Pin cũ và Pin mới. Nhiêt độ cao cũng làm tăng nguy cơ rò rỉ. 
• Pin bị rò rỉ rất nguy hiểm và không được phép tiếp xúc trực tiếp với da. 
• Đừng bao giờ cố sạc lại Pin không sạc. Điều này chỉ làm tăng nguy cơ rò rỉ và làm hỏng Pin.   
• Để tăng tối đa thời gian sử dụng, các Pin sạc đã lâu không sử dụng nên được sạc lại trước khi dùng. 
• Nên tháo Pin khỏi các thiết bị không dùng đến trong vài tháng. 
• Tất cả các Pin sạc nên được tái chế.