Công nghệ pin thường bị bỏ sót khi mua bán thiết bị máy tính hiện nay. Nó không ngoại trừ đến cả những người hiện đang là các quản trị viên. Nhiều mạng hoạt động với một số lượng lớn laptop và các PDA như Blackberry hoặc thiết bị cầm tay Palm. Vậy tại sao không có ai bỏ thời gian ra nghiên cứu và so sánh các công nghệ pin với nhau? Chúng tôi tin tưởng rằng vấn đề này sẽ rất thú vị vì hầu hết mọi người đều không hiểu nhiều về chúng. Đây là một điều dễ hiểu bởi chủ đề này khá phức tạp và mọi người có thể không giải quyết được vấn đề khi họ bắt đầu việc xem xét tất cả chiều dài, đôi khi cả các tên hóa học khó hiểu với các ký hiệu. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét lại và giải thích công nghệ đằng sau một số loại pin mà bạn có thể bắt gặp trong đời sống hiện nay. Chúng tôi sẽ cố gắng thực hiện điều này bằng cách sử dụng một số ít thuật ngữ kỹ thuật trong hóa học.
Pin Lithium ion Chúng ta hãy bắt đầu bằng việc kiểm tra một trường hợp gần đây có lẽ các bạn đã được nghe về nó. Trong năm 2006, một số pin dùng cho laptop của các hãng máy tính Apple và Dell được thu hồi trở lại. Bạn phải nhớ rằng ở đây đã có một vấn đề nhỏ liên quan tới việc cháy nổ pin. Hình 1 là hình ảnh của một laptop của hãng Dell, laptop này bị cháy do một khuyết điểm từ pin.
 |
| |
Trong trường hợp này, pin được dùng cho máy là loại lithium ion. Điều này có nghĩa rằng bên trong pin, điện tích được truyền tải thông qua các ion lithium. Các ion này được chứa trong một chất lỏng dễ cháy để trao đổi giữa hai điện cực. Một điện cực là âm và một là dương và có thể xạc được. Khi một thiết bị, như một laptop kết nối với hai cực nguồn âm và dương này, điện tích sẽ được cung cấp cho nó bởi phản ứng hóa học xảy ra giữa các ion lithium này. Vậy lý do tại sao pin lại bị cháy nổ? Chúng ta hãy đi vào quá trình sản xuất các pin loại này. Quá trình sản xuất đã để lại nhiều mẩu nhỏ kim loại bên trong chất lỏng dễ cháy trong đó có cả các ion lithium. Không một nhà máy sản xuất nào có thể ngăn chặn được điều này. Tuy nhiên có nhiều thứ có thể làm được ở đây. Ví dụ, các kỹ sư có thể điều chỉnh lại quá trình nhằm làm hạn chế số lượng và kích thước các mẩu kim loại. Khi pin được mang đi sử dụng, và bắt đầu hoạt động ở nhiệt độ cao, các mẩu kim loại này sẽ chuyển động bên trong. Phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động nào đó, cũng như kích thước và số lượng các mẩu kim loại khi đó nó có thể đánh thủng bề mặt phân tách, gây tai họa cho thiết bị. Bộ phân tách này dùng để phân tách các bản cực dương và âm. Khi mặt phân tách này bị đánh thủng, hiện tượng chập mạch sẽ xuất hiện và pin sẽ bị cháy nổ.
Ưu điểm của Lithium ion Mặc dù có những rủi ro cháy nổ (rủi ro này không nhiều), nhưng các pin kiểu này được sử dụng rất rộng rãi trong các thiết bị điện từ, đặc biệt là laptop. Lý do cho vấn đề này là có nhiều ưu điểm trong việc sử dụng pin Lithium ion. Một ưu điểm phải kể đến đó là Lithium có khối lượng nguyên từ nhỏ, vì vậy trọng lượng của pin cũng nhỏ. Được kết hợp với thực tế rằng lithium có phản ứng rất mạnh vì vậy nó có thể sinh ra một số lượng lớn khủng khiếp năng lượng trong các phản ứng hóa học của nó. Hai hệ số này là hai hệ số cần thiết để chúng ta chọn lithium. Nhiều nhà máy sản xuất laptop và PDA thích sử dụng pin này trong các sản phẩm của họ là vì nó nhỏ hơn, nhẹ hơn và tính sản phẩm đẹp hơn. Khi không sử dụng, các pin loại này giữ được điện tích cũng rất tốt, chỉ mất khoảng 5% năng lượng điện tích mỗi tháng. Bên cạnh đó cũng không có ảnh hưởng đến việc nhớ liên quan với công nghệ này. Điều đó có nghĩa là bạn không phải xả pin trước khi xạc lại. Không chỉ bạn không vậy mà bạn còn có thể xạc lại được đến hàng trăm lần trước khi không còn sử dụng được nữa.
Nhược điểm của Lithium ion Nhiều ưu điểm như vậy nhưng kiểu pin này cũng có một số nhược điểm, một phần là từ những rủi ro nhỏ trong việc dẫn đến cháy nổ. Một nhược điểm chính của nó là tuổi thọ chỉ được trong khoảng 2-3 năm, dù bạn có sử dụng hay không. Vì vậy nếu pin trong máy laptop của bạn vẫn được để trong kho hàng khoảng 1 năm trước khi gắn chúng vào máy laptop thì bạn vẫn chỉ được hưởng một tuổi thọ không đáng kể. Chính vì vậy khi mua máy, bạn cần kiểm tra xem thời gian ghi trên pin đã được xản suất từ ngày tháng năm nào. Các pin Lithium ion cũng cần đến mạch tích hợp phức tạp để quản lý hiệu suất của nó. Mạch này sẽ làm gia tăng giá thành đối với pin so với các công nghệ khác. Vậy tại sao chúng lại phải cần đến các mạch này? Một trong những lý do đó là để bảo đảm rằng pin không phải xả mỗi khi xạc lại. Nếu một pin loại này được xả hết thì nó sẽ vô tác dụng. Khi pin yếu, bo mạch sẽ dừng hoạt động của pin để ngăn chặn tình trạng xả. Pin Lithium hợp chất cao phân từ (Lithium polymer cell) Một sự thay thế đối với kiểu pin lithium ion là lithium polymer cell. Công nghệ này hầu như giống với công nghệ lithium ion. Sự khác biệt chính giữa chúng là thay vì pin có một chất lỏng thì nó là một chất cứng. Chúng ta sẽ đi vào xem xét đến một số ưu nhược điểm của loại pin mới này.
Ưu điểm của Lithium polymer Một ưu điểm của các pin mới này là chúng có thể chịu đựng được với những va chạm (chấn động) về mặt vật lý. Một ý nữa là giá thành sản suất cũng thấp hơn. Một ưu điểm khác là nó có thể được tạo hình dáng sao cho hợp với các thiết bị khác nhau. Vấn đề này có thể thực hiện được là vì nó không cần có vỏ bọc cứng nhắc bên ngoài. Trong pin lithium ion, vỏ bọc cứng bên ngoài cần phải có để giữ các bản cực. Đối với lithium polymer battery, bản phân tách và các bản cực cùng được dát mỏng, ngoại trừ sự cần thiết đối với vỏ bọc kim loại. Không cần vỏ bọc kim loại này, các pin lithium polymer cũng nhẹ hơn nhiều so với lithium ion. Và một vấn đề quan trọng nữa đó là các tế bào lithium polymer có khả năng chịu được va chạm vật lý tốt hơn do đó sẽ giảm được độ nguy hiểm khi mất bảo vệ vỏ bọc kim loại. Hình dưới là một pin được chế tạo bởi NASA, pin này sử dụng công nghệ lithium polymer. Chúng ta có thể hình dung một số ứng dụng độc nhất vô nhị, những nơi mà NASA sẽ cần đến ưu điểm trong trọng lượng và ưu điểm về hình dáng được cho phép bởi công nghệ lithium polymer này. Cá nhân tôi, tôi nghĩ rằng nếu nó đủ tốt cho NASA thì nó cũng hoàn toàn đủ tốt đối với tôi.
 |
| |
Khi mang ra so sánh với lithium ion, các pin lithium polymer cũng cho phép nhiều lần xạc và xả hơn. Điển hình bạn có thể thực hiện xạc lại tới hơn 500 lần trước khi dung lượng của nó giảm xuống đến 80%. Với tất cả các ưu điểm trên, pin lithium polymer nhanh chóng được phổ biến rộng rãi trong các thiết bị điện từ di động như PDA, điện thoại cần tay và các thiết bị iPod. Bạn cũng có thể tìm thấy ở một số laptop cũng có công nghệ này như các máy tính MacBook Pro của hãng Apple.
Pin Lithium mỏng Một biến thể mới hơn từ các công nghệ lithium ion có tên gọi là Lithium mỏng. Công nghệ này hiện chỉ có lợi cho các ứng dụng đặc biệt (chuyên dụng), có thể sẽ không được sử dụng rộng rãi trong các máy laptop hay PDA. Chúng tôi cũng đưa nó vào xem xét để minh chứng cho bạn tiềm năng trong công nghệ của lithium ion. Cũng có thể chúng sẽ trở thành các sản phẩm tuyệt vời trong vài năm tới đây.
Lithium iron phốt phát Một sự thay thế khác cho pin lithium ion chuẩn là Lithium iron phốt phát. Công nghệ này đã được phát triển để giải quyết vấn đề cháy nổ với các pin lithium ion đã giới thiệu trong phần trên. Nó có thể khắc phục được vấn đề này vì sự liên kết hóa học, vì iron và phốt pho, sẽ mạnh hơn và sẽ không bị hỏng khi gặp các điều kiệm ngắn mạch. Tuy nhiên, có một số nhược điểm lớn đối với pin lithium iron phốt phát. Nhược điểm không được mong muốn nhất là mật độ năng lượng thấp. Mật độ năng lượng thấp có nghĩa rằng để có được năng lượng tích trữ đủ dùng thì kích thước của pin phải lớn hơn rất nhiều.
Văn Linh (Theo Windows Networking)
