13 thg 1, 2018

TÌM HIỂU SMARTPHONE (KỲ 6)

TÌM HIỂU SMARTPHONE (KỲ 6)
Pin Lithium Ion và Lithium Polymer trong smartphone (1)

Cái mà chúng ta gọi là pin (dùng cho điện thoại, điện thoại thông minh, máy ảnh kỹ thuật số) thực chất theo thuật ngữ khoa học tiếng Việt là một bộ Ắc quy: thuật ngữ tiếng Anh gọi là nguồn điện thứ cấp Secondary (rechargeable) batteries (có thể nạp lại nhiều lần), phân biệt với loai pin sơ cấp (Primary batteries - single-use or disposable) như pin khô (pin con thỏ, con sóc chẳng hạn) dùng một lần, không có khả năng nạp lại. Thuật ngữ tiếng Anh có phân biệt như thế nhưng người Việt ta quên dịch đủ từ của nó, cứ gọi chung là “pin” mà không phân biệt khả năng nạp lại và không nạp lại thành quen, làm mất ý nghĩa vật lý của từ này.
   

     Khi tiếp xúc với pin điện thoại, nhiều câu hỏi được đặt ra cho người dùng mà cũng không phải ai cũng trả lời được , đó là:
Dùng thế nào để pin hoạt động được lâu dài
Pin bị chai là thế nào, sử dụng sao cho pin lâu bị chai
Nạp điện cho pin lúc nào là tốt.
Xin giới thiệu bài dưới đây sưu tầm từ nhiều tài liệu để các bạn tham khảo.
Pin Lithium-Ion (Gọi tắt là pin Li-ion)
Pin liti-iôn (lithium-ion batteries; Li-ion batteries) Một loại ắc quy thông dụng dùng cho các thiết bị điện tử loại xách tay có dùng ắc quy. Pin Li-ion có tỉ số năng lượng trên khối lượng cao, không có “hiệu ứng nhớ điện tích” (hiện tượng sunphat hóa điện cực) và tổn hao phóng điện thấp khi không sử dụng. Cơ sở khoa học của pin Li-ion đã được nhà hóa học-vật lý học nổi tiếng người Mỹ Gilbert N. Lewis (10/1875-3/1946) đề xuất từ 1912; pin Li-iôn đựơc chế tạo từ những năm đầu thập niên 1970 nhưng phải gần 20 năm sau (1991), hãng điện tử Sony mới cho ra đời dòng pin thương mại đầu tiên đủ an toàn cho sử dụng. Những nghiên cứu tiếp sau được nhóm các nhà khoa học của trường đại học bang Texas do John B. Goodenough đứng đầu đã thu được kết quả tích cực. Đặc điểm: Mật độ năng lượng 150-200 Wh/kg (540-720 kJ/kg), mật độ năng lượng thể tích: 250 - 530 Wh/l (900 tới 1900 J/cm3); Mật độ công suất 300 - 1500 W/kg ; Phản ứng hóa học đặc trưng của Li-ion như sau:
                    Li½CO2 +Li½C6 ↔ C6 + LiCoO2 
(Chỉ số ½ trong phương trình phản ứng trên chỉ có tính chất quy ước, trong thực tế nguyên tử không tự nó tách đôi). Ion thực trong phản ứng trên là LiCoO2 . Các ion liti tự thân không phải là bị ôxit hóa, mà được chuyển từ catôt tới anôt, do sự vận chuyển đó, kim loại trong catôt bị ôxi hóa hoặc bị khử tùy thuộc vào quá trình là nạp hoặc phóng điện). Pin Li-ion có điện thế hở mạch (tự phóng điện) là 3,6 V, điện thế nạp điển hình là 4,2 V. Loại pin Li-ion kiểu cũ không thể nạp nhanh và cần ít nhất 2 giờ để nạp đầy. Dòng điện nạp đầy loại mới có thể trong 45 phút hoặc ít hơn, đôi khi đạt được 90% dung lượng trong không đầy 10 phút. Cấu tạo Li-ion như sau: Cực âm (anôt) được làm bằng cabon, cực dương (catôt) làm bằng ôxit kim loại và chất điện phân là muối của liti trong dung môi hữu cơ. Dung dịch điện ly muối liti gồm muối liti thể rắn như LiPF6, LiBF4, hoặc LiClO4, và dung môi hữu cơ [Vd. ete (ether)]. Dung dịch điện ly dẫn các ion Li làm chức năng hạt mang điện giữa catôt và anôt khi pin Li-ion chuyển dòng điện tử qua mạch ngoài.

ĐẶC TÍNH PIN LI-ION DÙNG TRONG SMARTPHONE
Kiểu nguồn : Nguồn Thứ cấp
Phản ứng hóa học : Khác nhau, tùy thuộc vào chất điện phân.
Nhiệt độ hoạt động : -20º C đến 60º C (Nhiệt độ sử dụng hiệu quả thường từ 0º C đến 60º C)
Dùng cho : Điện thoại di động, máy tính laptop.
Điện áp ban đầu : 3,6 & 7,2 V
Sức chứa : Khác nhau (thường gấp hai lần năng lực của pin Ni-Cd)
Tốc độ xả : Bằng phẳng
Khả năng nạp : 300 - 400 chu kỳ nạp đầy 100%
Nhiệt độ nạp : 0º C đến 60º C
Thời gian bảo quản : Hao tổn dưới 0,1% mỗi tháng.
Nhiệt độ bảo quản : -20ºC đến 60º C
Ghi chú Khác
Được thiết kế để được nạp lại trong thiết bị chứ không phải nạp trong bộ nạp bên ngoài.
Cấu trúc hóa học của pin này hạn chế nó dưới dạng hình chữ nhật.
Nhẹ hơn pin niken (loại pin Ni-Cd và pin Niken Hydrua kim loại NiMH).
Kì sau tiếp Pin Li-Po

1 nhận xét: