Những công nghệ pin có thể thay đổi smartphone

Chính vì vậy, việc tạo ra một công nghệ pin mới thay thế lithium-ion đã liên tục được tiến hành nhằm thay đổi thế giới smartphone, mang đến nhiều lợi ích và sự an toàn cao hơn.

Pin thể rắn

Trong khi pin lithium-ion chứa chất điện phân dạng lỏng hoặc gel thì pin thể rắn lại sử dụng chất điện phân dạng rắn. Đây là công nghệ mà một số công ty đang tham gia phát triển.

Công ty TDK (Nhật Bản) và QuantumScape (Mỹ) dựa vào sự kết hợp của lithium trong cực dương và oxit gốm cho chất điện phân; trong khi Toyota và Solid Power (Colorado, Mỹ) đang làm việc với chất điện phân sunfua. Trong mọi trường hợp, kết quả đều được hứa hẹn là pin an toàn hơn với mật độ năng lượng lớn và khả năng sạc nhanh hơn so với lithium-ion.

CHỤP MÀN HÌNH ANDROID POLICE

Năm 2023, Xiaomi báo cáo mức tăng dung lượng 33% bằng cách thay thế bộ pin 4.500 mAh trong điện thoại Xiaomi 13 bằng pin thể rắn 6.000 mAh. Pin của Xiaomi chứa hơn 1.000 Wh/lít thể tích - một bước nhảy vọt so với mức 300 - 700 Wh/lít thể tích của pin lithium-ion.

Được công bố vào tháng 6.2024, công nghệ pin thể rắn mới nhất của TDK tự hào có mật độ năng lượng tương tự và có thể sớm được sử dụng trong các thiết bị đeo như tai nghe không dây và smartwatch. Việc sản xuất pin thể rắn cho thị trường xe điện bắt đầu vào năm 2024 do công ty ProLogium (Đài Loan) tiên phong, với những cái tên như Toyota và Samsung SDI có kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2027.

Nhưng pin thể rắn cũng đi kèm với một số thách thức như chất điện phân oxit gốm khiến các cell pin khó sản xuất, dẫn đến giá thành cao và không thực tế để đưa vào sản phẩm đại trà. Chất điện phân sunfua rẻ hơn nhưng mức độ sự cố có thể xảy ra cao hơn.

Pin Anode Silicon

Được phát triển dựa trên nguyên lý hoạt động của pin lithium-ion nhưng thay thế cực dương carbon/graphite bằng silicon, pin này về lý thuyết làm tăng đáng kể mật độ năng lượng của pin, lên đến 10 lần so với graphite. Tuy nhiên, một cực dương toàn silicon sẽ giãn nở khi hấp thụ electron, nhanh chóng dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn.

CHỤP MÀN HÌNH

Đó là lý do các công ty thử nghiệm công nghệ này đang tìm đến một cực dương tổng hợp chứa vừa đủ silicon để cải thiện hiệu suất mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy. Huawei là một trong những công ty đầu tiên áp dụng pin này với Huawei Mate X5 có pin 5.060 mAh, trong khi Honor sử dụng pin silicon-carbon giúp tăng dung lượng 12,8% trên Honor Magic5 Pro.

Pin lithium-S

Pin lithium-S (lưu huỳnh) loại bỏ những vật liệu hiếm trong nguyên liệu thô khiến chúng trở thành một giải pháp thay thế rẻ, thân thiện với môi trường hơn. Đồng thời hứa hẹn mật độ năng lượng cao và có thể nhẹ hơn nhiều khi so sánh.

Pin này có nhược điểm là tuổi thọ kém do sự thoái hóa cực âm, tuy nhiên công ty Zeta Energy có trụ sở tại Mỹ dường như đã giải quyết được vấn đề bằng cách phát triển một loại pin có khả năng chịu được 2.000 chu kỳ sạc/xả, với lô pin đầu tiên sẽ được sản xuất trong năm nay.

Pin hạt nhân-kim cương

Đầu năm 2024, công ty Betavolt (Trung Quốc) công bố một loại pin có tuổi thọ 50 năm kích thước gần bằng một đồng xu có khả năng sản xuất 0,1W điện. Vài tháng sau, Infinity Power (Mỹ) đã gây chú ý với loại pin có tuổi thọ 100 năm dù công suất đầu ra thấp hơn. Những loại pin này hấp thụ năng lượng từ quá trình phân rã phóng xạ bằng các tấm kim cương mỏng. Tuy nhiên, công nghệ này sẽ rất đắt và khó có trên smartphone.

CHỤP MÀN HÌNH

Siêu tụ điện

Samsung đã sử dụng siêu tụ điện thay vì pin thông thường cho S Pen trên Galaxy Note 10, điều này cho tuổi thọ dài hơn và không bị suy giảm nếu sạc đầy trong thời gian dài. Siêu tụ điện có thể sạc và xả cực nhanh, đó là lý do tại sao chúng được sử dụng trong xe điện nhưng được kỳ vọng sẽ giúp smartphone sạc gần như ngay lập tức.

Tuy nhiên, siêu tụ điện giữ ít năng lượng hơn so với hầu hết các loại pin sạc cơ bản, khiến chúng trở thành ứng cử viên kém cho việc thay thế pin smartphone. Không có dấu hiệu nào cho thấy điều này sẽ sớm thay đổi.