Nhật Bản phát triển công nghệ mới, tuổi thọ pin điện thoại cao kinh ngạc

Nghiên cứu về cách giải quyết vấn đề pin trong điện thoại thông minh thực sự đang được tiến hành. Các nhà nghiên cứu đã phải vật lộn với các giải pháp bền vững về cách sản xuất pin tồn tại lâu hơn trên điện thoại thông minh và đã có những cải tiến to lớn cho đến nay. 

Nâng cao tuổi thọ pin điện thoại

Tuy nhiên, vấn đề vẫn tồn tại vì hầu hết pin điện thoại thông minh, bao gồm cả các mẫu cao cấp và tầm trung đều mất dung lượng ban đầu trong vòng một vài năm đầu sử dụng. Thực tế, hầu hết pin điện thoại thông minh sẽ giảm tới 1/5 dung lượng trong năm đầu tiên sử dụng.

Nhưng có vẻ như tất cả sắp thay đổi khi các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST) đã đưa ra một loại vật liệu mang tính cách mạng, giúp pin duy trì dung lượng ban đầu (lên đến 95%) trong tối thiểu suốt 5 năm, do đó giúp kéo dài thời lượng pin bên trong thiết bị, dù là điện thoại thông minh, máy tính xách tay hay thậm chí là xe điện.

Theo các nhà khoa học Nhật Bản, cấu tạo bên trong của dòng pin hiện tại khiến chúng suy giảm dần sau mỗi lần sạc và theo một báo cáo rằng sau 500 lần sạc, có thể mất tới 40% dung lượng pin do chất kết dính bên trong pin hoạt động kém.

Thế nên, các nhà khoa học tại JAIST, đứng đầu là Giáo sư Noriyoshi Matsumi đã phát hiện ra một loại vật liệu kết dính được chứng minh là vượt trội hơn so với công nghệ hiện có. Các cực âm của pin đang được sử dụng ngày nay có vật liệu kết dính gọi là Polyvinylidene Fluoride (PVDF) không có hiệu suất vượt trội. Chỉ sau 500 lần sạc, các loại pin thông thường sử dụng PVDF mất tới 35% dung lượng ban đầu. Điều này dẫn đến tuổi thọ pin trên điện thoại thông minh bị suy giảm sau một hoặc hai năm sử dụng.

Tuy nhiên, vật liệu kết dính mới được đặt tên là Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenylene (BP) lại khác. Chất kết dính giúp pin có thể vẫn giữ được 95% dung lượng pin ngay cả sau hơn 1700 chu kỳ sạc. Do đó, pin vẫn hoạt động hiệu quả đến 5 năm mà không làm giảm đáng kể dung lượng ban đầu của nó.

Matsumi cho biết, công nghệ mới sẽ giúp ích trong việc phát triển các sản phẩm pin bền hơn. Chúng tôi hy vọng các thương hiệu điện thoại thông minh sẽ mở rộng quan hệ hợp tác Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST) trong việc triển khai công nghệ pin mới, giúp sản xuất ra các loại pin bền và đáng tin cậy hơn cho điện thoại thông minh và các thiết bị công nghệ khác trong tương lai gần.

Tương tự trước đó vào tháng 2/2021, Huawei đã được cấp bằng sáng chế cho vật liệu composite silicon-carbon và phương pháp sản xuất nó. Công ty dự định sử dụng vật liệu này trong pin lithium-ion mới để kéo dài tuổi thọ của chúng.

Theo GizChina thì trong mô tả của bằng sáng chế, Huawei nói về một vật liệu composite siêu bền, bao gồm một lõi được bao phủ bởi một lớp kiềm. Lõi silicon chứa đầy carbon vô định hình, trong khi kích thước lỗ không vượt quá 50 nm.

Nội dung bằng sáng chế của Huawei cho biết cấu trúc lỗ nhỏ xíu của vật liệu silicon-carbon tổng hợp hiệu quả làm giảm diện tích tiếp xúc giữa vật liệu silicon và các chất điện giải, từ đó làm giảm khả năng xảy ra phản ứng phụ và kéo dài tuổi thọ pin.

Đồng thời, khung graphite có thể làm giảm hiệu quả sự giãn nở và co lại theo thể tích của vật liệu để cải thiện độ ổn định cấu trúc và mật độ năng lượng của vật liệu composite. Mặc dù vậy, hiện vẫn chưa rõ liệu loại pin này hiệu quả hơn bao nhiêu.