Cùng Hcare tìm hiểu về Pin Li-ion trên chiếc smartphone của bạn

Pin Lithium ion là pin gì?

Pin Li-ion hay pin lithi-ion, có khi viết tắt là LIB, là một loại pin sạc, lần đầu được thương mại hóa Sony Energitech năm 1991.

Ngày nay, pin li-ion đã trở thành loại pin thống trị thị trường pin dành cho thiết bị di động trên thế giới như máy tính xách tay, máy quay video và truyền thông di động do lợi thế hiệu suất vượt trội của chúng.

Thế hệ mới của pin lithium-ion polymer có thể được làm mỏng hơn và tùy ý định hình dạng, cải thiện đáng kể tính linh hoạt của thiết kế pin.

Cấu tạo pin Li-ion

Pin Li-ion có cấu tạo gồm 4 phần chính: điện cực âm, điện cực dương, màng ngăn cách điện và chất điện phân.

Nguyên lý hoạt động

Quá trình nạp pin

Khi đặt một điện áp một chiều vào pin, lúc này xảy ra quá trình nạp. Trong quá trình nạp, sự di chuyển của ion từ cực dương sang cực âm hình thành nên một hiệu điện thế giữa 2 cực. Chu trình nạp pin Li-ion gồm 2 giai đoạn: giai đoạn nạp ổn dòng và giai đoạn nạp ổn áp.

Quá trình xả pin

Khi nối tải tiêu thụ vào giữa hai cực, sẽ xuất hiện dòng điện chạy qua tải và các ion cũng thoát ra khỏi các tinh thể cacbon ở cực âm và chuyển động về cực dương. Các ion bắt đầu di chuyển từ cực dương sang cực âm khi điện áp pin khoảng 3V và rất ít di chuyển khi điện áp pin lớn hơn 4.2V do vậy các thiết bị nạp pin Li-ion thường duy trì điện áp nạp cao nhất là 4.2V.

Ưu điểm của pin Li-ion

• Pin Li-ion có khối lượng và kích thước nhỏ.
• Có số chu kỳ nạp-xả lớn, khoảng 500-1000 lần.
• Pin có tuổi thọ khoảng 2-3 năm.
• Đây là loại pin có mật độ năng lượng cao.
• Không có hiệu ứng nhớ nên có thể sạc bất kỳ lúc nào mà không nhất thiết phải đợi xả hết dung lượng mới nạp lại.
• Dòng xả và nạp tức thời lớn.

Nhược điểm của pin Li-ion

• Pin có hiệu ứng tự xả, khoảng 5-10%/tháng.
• Pin sẽ hỏng khi điện áp pin thấp dưới 3V hoặc gây phù pin nếu để điện áp cao quá 4.2V trong thời gian.
• Nhạy cảm và dễ hư hỏng bởi nhiệt, chỉ nên dùng pin ở nhiệt độ < 600C.

Cùng Hcare tìm hiểu về Pin Li-ion trên chiếc điện thoại thông minh của bạn

Khi bạn tháo rời các bộ phận của thiết bị và tìm hiểu cách hoạt động của chúng, bạn bắt đầu sẽ thấy nhiều điều thú vị khác nhau ở đó.

Tôi thích nghĩ về sự phức tạp của thành phần trong chiếc điện thoại thông minh giống như cách tôi nghĩ về hệ sinh thái của cơ thể con người. Điều đó làm cho pin trong điện thoại thông minh của bạn giống như trái tim trong cơ thể bạn.

Nếu như trái tim của bạn làm nhiệm vụ cung cấp máu giàu oxy cho phần còn lại của cơ thể thì pin của chiếc điện thoại thông minh của bạn bơm năng lượng (điện) dinh dưỡng đến mọi bộ phận của thiết bị, giữ cho nó khỏe mạnh và hoạt động.

Giả sử bạn đã ghép tim ở tuổi 60. Điều đó có thể không khôi phục cơ thể của bạn về cơ thể của bạn như lúc bạn ở tuổi 20, nhưng chắc chắn nó sẽ cải thiện các chức năng quan trọng của cơ thể.

Tương tự như vậy đối với việc thay pin mới trong điện thoại thông minh của bạn, nó có thể không đưa điện thoại của bạn trở lại tình trạng như mới mua ban đầu, nhưng nó có thể tăng đáng kể hiệu năng của chiếc điện thoại.

Không gặp hiệu ứng nhớ

Điều này có nghĩa là bạn có thể sạc pin bất kỳ lúc nào mà không nhất thiết phải đợi xả hết dung lượng mới nạp lại. Đó là một trong những lý do khiến pin Li-ion trở thành sự lựa chọn cho các thiết bị điện tử hiện nay.

Là linh kiện tiêu hao

Giống như bất kỳ phần cơ bắp nào trong cơ thể, pin trở nên mệt mỏi sau quá trình dài sử dung, điều đó có nghĩa là hiệu năng pin sẽ suy giảm dần do quá trình lão hóa hóa học trong pin.

Theo báo cáo của Apple, pin Li-ion suy giảm chủ yếu theo chu kỳ sạc, một chiếc iPhone vẫn giữ được tới 80% công suất ban đầu sau 500 chu kỳ sạc hoàn chỉnh (từ mức sạc từ 0% đến 100%). Sau đó, đồng hồ đo pin vẫn sẽ ghi nhận mức 100% sau khi sạc đầy nhưng nó chỉ tồn tại được 80% so với tình trạng ban đầu.

Vì vậy,  khi tình trạng dung lượng pin tối đa trên chiếc iPhone của bạn ở mức dưới 80% thì bạn nên thay pin để tận hưởng thời gian sử dụng tối ưu nhất.

Có tích hợp mạch bảo vệ trong pin

Điều này giúp ngăn ngừa các trường hợp viên pin xả cạn quá ngưỡng 3V hoặc sạc quá ngưỡng 4,2V, bảo vệ chống quá nhiệt để tránh bị hư hỏng hoặc nguy cơ cháy nổ trong quá trình sử dụng.

Mạch tích hợp này hoạt động cùng với các hệ thống an toàn khác, vì vậy bạn có thể giữ cho iPhone đã được sạc của mình được cắm qua đêm mà không làm hỏng pin.

Cáp Lightning là một phần của hệ thống an toàn đó. Cáp MFi Lightning được tích hợp chip bảo vệ giúp thiết bị tránh khỏi các xung điện áp nguy hiểm và sự quá nhiệt.

Hiện tượng Pin phù, chính xác thì điều đó xảy ra như thế nào?

Hiện tượng này thường xuất hiện do hư hỏng vật lý tác động lên pin Li-ion ví dụ như máy rơi rớt, hoặc mạch bảo vệ bị hỏng, dẫn đến sạc quá mức.

Việc tiếp tục sử dụng chiếc iPhone bị phù pin là rất nguy hiểm, việc này có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ, gây thương tích, hư hỏng cho chiếc iPhone hoặc nguy hiếm đến bản thân của bạn.

Nhạy cảm và dễ hư hỏng bởi nhiệt độ

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng để giữ cho pin Li-ion của bạn được khỏe mạnh.

Để kéo dài tuổi thọ pin bạn nên tránh sạc hoặc để iPhone ở những môi trường có nhiệt độ cao, kể cả dưới ánh nắng trực tiếp, trong thời gian dài.

Giấc ngủ của tử thần

Vì pin Li-ion có hiệu ứng tự xả, khoảng 5-10%/tháng nên pin sẽ được xả hết trong thời gian dài nếu bạn không sử dụng.

Mẹo: chỉ sạc pin iPhone đầy một nửa khi bạn muốn cất đi không sử dụng trong một thời gian dài.

Mạch bảo vệ pin sẽ cắt pin khi điện áp cạn quá thấp, nhưng điều đó cũng không thể ngăn triệt để. Pin vẫn tiếp tục tự xả chậm, làm hỏng dung lượng và khả năng sạc lại của pin nếu điện áp dưới 3V.

Bạn hãy cùng chia sẽ nhưng thông tin bài viết trên của Hcare đến nhều người hơn nhé