Hãy cho tôi biết nếu điều này nghe quen thuộc:
Bạn vừa mới mua một chiếc điện thoại mới bóng loáng! Chiếc điện thoại cũ của bạn vẫn hoạt động, vì vậy bạn ném nó vào ngăn kéo như một “bản sao lưu” và nhanh chóng quên nó đi. Một năm sau, bạn đang dọn ngăn kéo đó và tay bạn va vào thứ gì đó… méo mó. Bạn kinh hoàng khi rút chiếc điện thoại cũ của mình ra, pin phồng lên nhiều đến mức đẩy màn hình lên khỏi các cạnh. Điều gì đã gây ra sự biến đổi ghê tởm này, và tại sao… TẠI SAO nó lại xảy ra??
Dù bạn có tin hay không, việc tìm thấy pin bị phồng trong các thiết bị điện tử bị lãng quên là khá phổ biến. Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích nguyên nhân khiến pin bị phồng, tình trạng phồng ảnh hưởng đến hiệu suất pin như thế nào và bạn có thể làm gì để ngăn thiết bị điện tử được lưu trữ của mình khỏi số phận khủng khiếp này.
Một túi đựng chất dễ bay hơi
Hầu hết các thiết bị hiện đại đều sử dụng pin lithium-ion polymer (gọi tắt là pin li-po). Pin li-po bao gồm một cuộn kim loại mỏng và nhựa dày đặc được phủ bằng các hóa chất phức tạp. Cuộn này được đưa vào một túi nhôm cùng với một lượng chất điện phân dạng gel được đong đếm. Sau đó, túi được đóng gói chân không và hàn kín bằng nhiệt để kín khí, tạo thành một cục pin hoàn chỉnh.
Chất điện phân dạng gel bên trong pin đóng vai trò quan trọng: đó là đại dương để các ion lithium bơi vào. Không có dòng ion = không có dòng năng lượng = không có pin. Về mặt lý thuyết, túi đựng pin kín khí, do đó lượng chất điện phân dạng gel vẫn ổn định.
Than ôi, thực tế không theo lý thuyết. Chất điện phân dạng gel được niêm phong bên trong pin có thể bị phân hủy và “phân hủy” thành khí. Khí (chủ yếu bao gồm carbon monoxide/dioxide) bị giữ lại bên trong túi kín khí, phồng lên khi khí tích tụ áp suất. Mặc dù trông có vẻ đáng sợ, nhưng túi này hoạt động như một cơ chế an toàn để chứa hỗn hợp khí dễ bay hơi, ngăn không cho nó thoát ra môi trường.
Sự phân hủy chất điện phân hầu như không thể đảo ngược—không có cách nào để biến khí trở lại thành gel. Nhưng điều đó không có nghĩa là pin không sử dụng được. Bất cứ khi nào bạn sạc và xả pin, một nhỏ xíu một chút chất điện phân chuyển thành khí. Pin vẫn hoạt động tốt. Tuy nhiên, nếu có ý nghĩa lượng chất điện phân phân hủy thành khí, “đại dương” mà các ion bơi qua sẽ khô cạn và pin sẽ hỏng hoàn toàn.
Những điều kiện này sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy chất điện phân và làm pin phồng lên:
- Pin thực sự nóng (>90 °C)
- Pin bị sạc quá mức (bộ sạc kém chất lượng/không đúng tiêu chuẩn)
- Pin bị hư hỏng về mặt vật lý, làm chập các lớp bên trong
- Pin bị xả sâu trong thời gian dài—lý do tại sao các thiết bị điện tử được lưu trữ thường có pin bị phồng
Điện thoại của bạn nói dối bạn (theo cách tốt)
“Xả sâu” pin li-po có nghĩa là gì? Hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại đều có Hệ thống quản lý pin (BMS). Mạch này nằm giữa pin và thiết bị, bảo vệ pin khỏi các tình huống có hại (bao gồm cả việc xả sâu).
BMS sẽ ngắt pin khi pin cạn đến một ngưỡng nhất định. Đồng hồ đo pin trên thiết bị có thể hiển thị “0%”, nhưng BMS vẫn để lại 10-15% năng lượng trong pin để tránh hư hỏng không thể phục hồi và phồng lên. Vì vậy, đừng lo lắng về việc làm cạn kiệt điện thoại của bạn xuống mức “0%” khi bạn xem những nội dung mới nhất iFixit tháo rời trên YouTube! Pin là không xả sâu. Chỉ cần bạn sạc thiết bị ngay sau đó thì pin sẽ không bị hư hại đáng kể.
Quá mệt mỏi để tiếp tục
Cái gì làm tác hại của pin li-po là nếu nó giảm xuống dưới “0%” trong thời gian dài. Pin li-po sẽ tự xả, và sau một thời gian đủ dài, sẽ tự xả sâu. Khi pin ở trạng thái xả sâu, chất điện phân bị phân hủy, biến thành khí và pin phồng lên. Đây là lý do tại sao thường thấy pin bị phồng trong các thiết bị điện tử không sử dụng. Đây cũng là lý do tại sao một số điện thoại không sạc lại được nếu chúng hết điện trong một thời gian—điện thoại phát hiện trạng thái xả sâu và “khóa” pin để đảm bảo an toàn.
Phải mất bao lâu để một cục pin xả sâu phồng lên? Tùy thuộc vào dung lượng pin, chất lượng xây dựng và hóa chất cụ thể, quá trình này có thể mất vài tuần hoặc vài năm. Ngay cả khi không phồng lên, điều đó không có nghĩa là pin không bị hư hỏng—có thể là túi không còn kín khí và khí đã thoát ra ngoài.
Đọc thêm: Khám phá sâu hơn giữa các lớp pin
Lý do cụ thể khiến pin li-po phồng lên khi xả sâu xoay quanh pha điện phân rắn (SEI). SEI là lớp màng được hình thành tại nơi chất điện phân dạng gel tiếp xúc với lớp than chì của anot. Khi nhà sản xuất pin sạc pin lần đầu tiên, một số chất điện phân dạng gel trong pin sẽ chuyển thành SEI. SEI mới hình thành này hoạt động như một “lớp da”, bảo vệ chất điện phân dạng gel còn lại khỏi bị phân hủy thành khí, đồng thời bảo vệ lớp than chì khỏi bị hư hại do dung môi trong chất điện phân.
Khi pin li-po bị xả hết, chính SEI bị phá vỡ và phân hủy thành khí—đó là nơi mà sự phồng lên xuất phát. Nếu không có SEI, sự cân bằng điện hóa tinh tế giúp pin hoạt động sẽ bị mất và những điều tồi tệ sẽ xảy ra bên trong pin: Các dung môi trong chất điện phân giờ đây có thể tiếp xúc và nhúng vào lớp than chì. Lá đồng phía sau than chì hòa tan và phân tán qua than chì vào chất điện phân, làm ô nhiễm nó. Chất điện phân bị ô nhiễm sẽ phát triển các “dendrite” kim loại xuyên qua lớp cách điện xốp, dẫn đến chập điện cục bộ.
Làm thế nào để ngăn ngừa pin của bạn bị phồng
Nếu pin của bạn đã bị phồng, làm theo những hướng dẫn này.
Để ngăn pin li-po biến thành “gối cay” trong thiết bị điện tử được lưu trữ của bạn, bạn phải ngăn pin bị xả sâu. Vâng, điều đó có nghĩa là bạn sẽ cần phải kiểm tra và sạc lại thiết bị cũ của mình theo định kỳ. Tôi biết—nghe có vẻ rất phiền phức, vậy nên đây là một số mẹo giúp bạn giảm bớt gánh nặng.
Nếu thiết bị của bạn có bộ giới hạn sạc:
Một số thiết bị (như máy tính xách tay Dell) cho phép bạn thiết lập mức sạc pin. Trong trường hợp đó, tin tuyệt vời! Thiết lập thiết bị sạc đến ~60% và chỉ cần cắm điện trong khi cất giữ. Điều này sẽ giữ pin ở điều kiện lưu trữ tối ưu.
Nếu thiết bị của bạn có pin rời:
- Sạc pin đến khoảng 80% và tháo pin ra khỏi thiết bị.
- Dán băng dính vào các điểm tiếp xúc của pin và cất pin ở nơi khô ráo, thoáng mát, nơi pin không bị hư hỏng về mặt vật lý (rất quan trọng!)
- Đặt lời nhắc lịch để kiểm tra sáu tháng.
- Sau thời gian trôi qua, lắp pin, bật thiết bị và kiểm tra lượng pin còn lại. Sử dụng thông tin này để ước tính thời gian cần thiết để pin sạc 80% cạn còn 20%.
- Sạc lại pin đến khoảng 80%, đặt lời nhắc lịch theo tính toán của bạn và bạn đã hoàn tất.
Nếu thiết bị của bạn có pin không thể tháo rời:
- Sạc pin đến khoảng 80%.
- Nếu có thể, hãy tắt tất cả các tính năng làm hao pin một cách vô ý (chẳng hạn như “thiết bị có thể tìm thấy sau khi tắt nguồn”). Nhiều máy tính xách tay và máy tính bảng có chế độ vận chuyển, sửa chữa hoặc dịch vụ—hãy đặt ở chế độ đó nếu có thể.
- Tắt thiết bị và cất giữ ở nơi khô ráo, thoáng mát.
- Đặt lời nhắc lịch để kiểm tra. Nếu thiết bị có pin nhỏ (như tai nghe không dây), hãy kiểm tra thiết bị sau hai tháng. Đối với các thiết bị có kích thước bằng điện thoại và máy tính xách tay, hãy kiểm tra sau bốn tháng.
- Sau thời gian trôi qua, hãy bật thiết bị và kiểm tra lượng pin còn lại. Sử dụng thông tin này để ước tính thời gian cần thiết để pin từ 80% xuống còn 20%.
- Sạc lại pin đến khoảng 80%, đặt lời nhắc lịch theo tính toán của bạn và bạn đã hoàn tất.
Tài liệu tham khảo
Ảnh hưởng của việc xả quá mức đến hiệu suất phồng lên và sạc lại của pin Lithium Ion
Cơ chế của toàn bộ quá trình xả quá mức và hiện tượng đoản mạch bên trong do xả quá mức trong pin lithium-ion
Điều tra về pin lithium-ion thương mại trong điều kiện hỏng hóc do sạc quá mức/xả quá mức
Source link
" />
