Đột phá công nghệ pin có thể giúp tạo ra iPhone mỏng như 'thẻ tín dụng'

Thẻ tín dụng mỏng 0,76 mm, thậm chí còn mỏng hơn cả pin silicon mà Huawei sử dụng cho smartphone màn hình gập ba Mate XT, vốn ở mức 1,9 mm. Việc tạo ra một thiết bị mỏng như vậy sẽ là một thách thức đáng kể, dù là iPhone hay đối thủ cạnh tranh bởi nó sẽ đòi hỏi các cải tiến về công nghệ pin, màn hình và chip.

ẢNH: CHỤP MÀN HÌNH

Giờ đây, một trong số đó đã được các nhà nghiên cứu tại Đại học công nghệ Chalmers thực hiện. Họ không tạo ra pin phục vụ cho smartphone có kích thước bằng thẻ tín dụng vì chúng không tồn tại, thay vào đó tìm ra giải pháp tạo công nghệ pin từ vật liệu composite sợi carbon. Vật liệu đó cứng như nhôm, vì vậy cũng có thể được sử dụng để tạo ra thân xe điện (EV), nơi thân xe hoạt động như là pin xe điện.

Thiết kế như vậy sẽ làm giảm đáng kể trọng lượng của xe khi các nhà sản xuất ô tô loại bỏ bộ pin truyền thống hoặc ghép nối pin khung xe điện với pin thông thường để kéo dài phạm vi hoạt động.

Các nhà nghiên cứu cho biết đã làm việc về công nghệ pin này trong nhiều năm. Vào năm 2018, họ đã phát triển công nghệ cho thấy sợi carbon có thể lưu trữ năng lượng. Kể từ đó, họ đã làm việc để tăng độ cứng và mật độ năng lượng của vật liệu, kết quả là đạt 24 Wh/kg vào năm 2021. Ba năm sau, con số này lên 30 W/kg. Tuy vẫn chưa là gì so với những gì xe điện cần nhưng nếu pin là một phần của khung xe, trọng lượng của xe sẽ giảm đáng kể. Về độ bền, cấu trúc pin tăng từ 25 GPa lên 70 GPa, khiến sợi carbon có độ bền tương đương với nhôm.

Quan trọng hơn, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng công nghệ pin mới có thể mở ra tương lai cho những thiết bị di động hoặc máy tính xách tay siêu mỏng, với trọng lượng nhẹ hơn một nửa so với ngày nay. Tất cả sẽ tạo ra sự khác biệt lớn. Công nghệ pin như vậy có thể tạo ra ý tưởng về một chiếc iPhone “mỏng như thẻ tín dụng” bởi khi đó, Apple có thể áp dụng và biến khung iPhone thành pin sợi carbon, thậm chí toàn bộ thân máy. Vật liệu này sẽ tăng thêm độ cứng cho điện thoại trong khi vẫn cung cấp năng lượng.

Kết hợp tấm nền OLED siêu mỏng như trên iPad Pro M4 mới đây, mọi thứ có thể khiến iPhone trở nên mỏng hơn rất nhiều. Dĩ nhiên, Apple cũng sẽ cần phải thu nhỏ các thành phần khác bên trong iPhone mà không ảnh hưởng đến hiệu suất và trải nghiệm của người dùng, bao gồm xác thực Face ID, loa, camera, Taptic Engine… cần mỏng hơn đáng kể.

Nói về cách thức hoạt động của công nghệ pin mới, các nhà khoa học đã biến vật liệu sợi carbon thành cả điện cực dương và âm của pin. Họ có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng đồng và nhôm làm chất thu dòng điện trong pin, cũng như loại bỏ các kim loại xung đột như coban và mangan khỏi điện cực.

Chất điện phân bán rắn vận chuyển các ion lithium trong pin sợi carbon thay vì chất điện phân lỏng. Đây là nơi nhóm nghiên cứu cho biết cần nhiều nghiên cứu hơn để có được công suất cao hơn. Tuy nhiên, thiết kế này làm tăng tính an toàn trong cell pin, giảm nguy cơ cháy nổ.