Công nghệ pin điện thoại thông minh ngày nay khá tốt. Nhưng nếu có một điều mà những người yêu thích thiết bị sẽ không bao giờ có thể hiểu đủ thì đó là lời hứa về thời lượng pin tốt hơn. Sẽ không tuyệt vời nếu thiết bị cầm tay của chúng tôi kéo dài hai hoặc ba ngày sử dụng nhiều chỉ với một lần sạc phải không? Còn cả tuần nữa thì sao? Với pin graphene, đây có thể không phải là một giấc mơ viển vông.
Hướng dẫn người mua: Các Powerbanks tốt nhất bạn có thể mua
Pin Graphene không cấp nguồn smartphones và các tiện ích khác, mặc dù Samsung được đồn đại là sẽ có một thứ gì đó đang hoạt động. Trong tương lai, graphene có thể là vật liệu thay thế pin lithium-ion mà ngành công nghệ đã phụ thuộc rất nhiều trong nhiều thập kỷ.
Chúng tôi đã viết về graphene một vài lần trước đây tại Android Authority. Nó có vẻ giống như một trong những công nghệ với hàng đống hứa hẹn nhưng điều đó vĩnh viễn chỉ quanh quẩn. Sau nhiều năm chờ đợi, có vẻ như chúng tôi sắp kết thúc việc thương mại hóa công nghệ graphene. Các sản phẩm tiêu dùng đầu tiên đang bắt đầu tung ra thị trường, chẳng hạn như gói pin graphene-composite (sử dụng graphene để tăng cường tính chất hóa học), và còn nhiều thứ khác nữa sẽ xuất hiện trong nhiều ngành công nghiệp.
Đây là mọi thứ bạn cần biết về pin graphene.
Pin graphene là gì?
Trước khi đi sâu vào pin graphene, cần nhanh chóng tìm hiểu lại graphene là gì và nó hoạt động như thế nào.
Tóm lại, graphene là một thành phần của các nguyên tử carbon liên kết chặt chẽ trong một cấu trúc hình lục giác hoặc giống như tổ ong. Điều khiến graphene trở nên độc đáo là cấu trúc này chỉ dày một lớp nguyên tử, về cơ bản tạo nên một tấm graphene hai chiều. Cấu trúc 2D này tạo ra các đặc tính rất thú vị, bao gồm độ dẫn điện và nhiệt tuyệt vời, tính linh hoạt cao, độ bền cao và trọng lượng thấp. Điều chúng tôi đặc biệt quan tâm là tính dẫn điện và dẫn nhiệt, thực sự vượt trội hơn đồng – một trong những kim loại dẫn điện được sử dụng phổ biến hơn.
Siêu tụ điện cho phép pin tồn tại lâu hơn và sạc gần như ngay lập tức.
Khi nói đến pin, khả năng của graphene có thể được sử dụng theo một số cách. Việc sử dụng graphene làm pin lý tưởng là như một “siêu tụ điện”. Các siêu tụ điện lưu trữ dòng điện giống như pin truyền thống nhưng có thể sạc và xả cực kỳ nhanh chóng.
Bí quyết chưa được giải quyết với graphene là làm thế nào để sản xuất hàng loạt các tấm siêu mỏng một cách kinh tế để sử dụng trong pin và các công nghệ khác. Hiện tại, chi phí sản xuất đang cao ngất ngưởng, nhưng nghiên cứu đang giúp tạo ra pin graphene đã trở thành hiện thực.
Trở lại năm 2017, Samsung đã công bố một bước đột phá với “quả bóng graphene”. Mặc dù chúng tôi đã không nghe thấy bất cứ điều gì khác kể từ đó. Gần đây, có thông tin cho rằng Telsa cũng quan tâm đến công nghệ pin ô tô. Tương tự, nhà sản xuất ô tô Trung Quốc GAC đang có kế hoạch lắp đặt công nghệ pin graphene cho chiếc xe đầu tiên của mình vào tháng 9 năm 2021 và ngày càng có nhiều sự quan tâm về phạm vi tiềm năng được cung cấp bởi các tế bào nhôm-ion graphene. Chúng tôi đang dần tiến gần hơn đến khả năng thương mại, nhưng vẫn còn cách xa so với việc áp dụng chính thống pin graphene. Mặc dù rẻ hơn, các lựa chọn thay thế graphene-composite đang được đưa ra thị trường nhanh hơn.
Graphene và lithium-ion
Cũng giống như pin lithium-ion (Li-ion), các tế bào graphene sử dụng hai tấm dẫn điện được phủ trong một vật liệu xốp và ngâm trong dung dịch điện phân. Nhưng trong khi cấu tạo bên trong của chúng khá giống nhau, hai loại pin này lại có những đặc điểm khác nhau.
Graphene mang lại độ dẫn điện cao hơn so với pin lithium-ion. Điều này cho phép các tế bào sạc nhanh hơn cũng có thể cung cấp dòng điện rất cao. Điều này đặc biệt hữu ích đối với pin ô tô dung lượng cao, chẳng hạn như hoặc sạc nhanh từ thiết bị này sang thiết bị khác. Khả năng dẫn nhiệt cao cũng đồng nghĩa với việc pin chạy mát hơn, kéo dài tuổi thọ ngay cả trong những trường hợp chật chội như điện thoại thông minh.
Pin Graphene cũng nhẹ hơn và mỏng hơn so với pin lithium-ion ngày nay. Điều này có nghĩa là các thiết bị nhỏ hơn, mỏng hơn hoặc dung lượng lớn hơn mà không cần thêm phòng. Không chỉ vậy, graphene cho phép công suất cao hơn nhiều. Lithium-ion lưu trữ tới 180Wh năng lượng cho mỗi kg trong khi graphene có thể lưu trữ lên đến 1000Wh trên kg.
Cuối cùng, graphene an toàn hơn. Trong khi pin lithium-ion có thành tích an toàn rất tốt, đã có một vài sự cố lớn liên quan đến các sản phẩm bị lỗi. Quá nhiệt, sạc quá mức và thủng có thể gây ra sự mất cân bằng hóa học trong pin li-ion dẫn đến cháy. Graphene ổn định hơn, linh hoạt hơn và mạnh hơn, và có khả năng phục hồi tốt hơn đối với các vấn đề như vậy.
Bạn không cần phải có cái này hay cái kia. Pin Li-ion có thể sử dụng graphene để nâng cao hiệu suất dây dẫn catốt. Chúng được gọi là pin hybrid graphene-metal oxide hoặc pin tổng hợp graphene. Pin hybrid có trọng lượng thấp hơn, thời gian sạc nhanh hơn, dung lượng lưu trữ lớn hơn và tuổi thọ cao hơn so với các loại pin hiện nay. Pin graphene cấp cho người tiêu dùng đầu tiên là loại pin lai, chẳng hạn như pin dự phòng tổng hợp graphene trong video ở đầu bài viết này.
Đi sâu vào: Các lựa chọn thay thế hàng đầu cho công nghệ lithium-ion
Pin graphene có ý nghĩa gì đối với smartphones
Tương lai smartphones đóng gói các tế bào năng lượng graphene sẽ thể hiện những lợi ích được nêu ở trên. Thiết bị cầm tay, bộ pin và những thứ tương tự có thể sạc nhanh hoặc thậm chí nhanh hơn các công nghệ sạc nhanh hiện tại trên thị trường. Thời lượng pin cũng có thể dễ dàng kéo dài một hoặc hai ngày, nếu không muốn nói là lâu hơn và các thiết bị có thể mỏng hơn và nhẹ hơn hiện tại.
Việc chuyển sang graphene có thể cung cấp 60% dung lượng trở lên so với pin lithium-ion cùng kích thước. Kết hợp với khả năng tản nhiệt tốt hơn, pin mát hơn cũng sẽ kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Bạn sẽ không cần phải trả tiền thay thế pin đắt tiền sau một vài năm để giữ cho các thiết bị cũ của bạn hoạt động trong tình trạng tốt nhất.
Đừng bỏ lỡ: Cách kéo dài tuổi thọ pin điện thoại Android của bạn
Pin Graphene sẽ cho phép smartphones mỏng hơn hoặc cung cấp nhiều dung lượng pin hơn trong khi vẫn giữ nguyên tỷ lệ hiện tại của chúng. Cũng có những ý nghĩa thú vị đối với việc sạc nhanh thiết bị này sang thiết bị khác. Với pin có thể hỗ trợ dòng điện rất cao và thời gian sạc lại và xả nhanh như chớp, các thiết bị có thể sạc lẫn nhau với tốc độ siêu nhanh.
Mặc dù công nghệ pin graphene di động vẫn còn một số lỗi, nhưng đó là một triển vọng đáng kinh ngạc cho tương lai smartphones, thiết bị, xe điện và nhiều hơn nữa. May mắn thay, các sản phẩm graphene lai đã có mặt ở đây và sẽ trở nên phổ biến hơn và giá cả phải chăng trong những tháng và năm tới. Graphene chắc chắn là một công nghệ đáng để mắt tới.
