Pin iPhone hoạt động thế nào và Apple quản lý hiệu suất pin ra sao?

by X Công Nghệ

Pin trên iPhone hay bất kỳ loại điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop nào hiện nay có tên là pin lithium-ion hay thường được gọi ngắn gọn là pin li-ion. Bài viết này giúp bạn hiểu thêm về loại pin này.

Bất kỳ loại pin nào cũng lưu trữ năng lượng điện dưới dạng năng lượng hóa học và có thể chuyển hóa năng lượng đó thành điện năng. Pin cần có cực dương và cực âm, được ngăn cách bởi chất điện phân cho phép dòng điện tích giữa cực âm và cực dương.

Khi pin hoạt động, cực dương giải phóng các điện tử (electron) đến cực âm và các ion trong chất điện phân thông qua phản ứng oxy hóa. Cực âm nhận các điện tử này, hoàn thành mạch cho dòng chuyển động của các điện tử.

Pin li-ion có điểm đặc biệt là có thể được sạc lại. Vì vậy, khi dòng điện được đưa vào đúng cách, dòng điện tử sẽ xảy ra ngược lại và sạc lại pin.

Tổng dung lượng của pin được đo bằng mAh (miliampe giờ) cho thiết bị di động và tuổi thọ tổng thể bao gồm cả chu kỳ sạc / xả bị giới hạn bởi các lựa chọn kỹ thuật do nhà sản xuất thiết bị đưa ra, bao gồm mạch sạc và phần mềm, cộng với thể tích vật lý của chất phản ứng.

Về mặt vật lý, pin càng lớn thì dung lượng càng cao và đường cong càng phẳng, và ít bị sụt giảm điện áp khi pin gần hết. Đây là lý do giải thích cho việc tại sao khi gần hết pin, iPhone cỡ lớn (Plus hoặc Pro) ít bị lag máy hơn và iPad rất ít bị ảnh hưởng.

Quá trình sạc và xả của cell pin càng tốt và được điều tiết chuẩn mực thì tuổi thọ của pin sẽ càng lâu hơn. Ngược lại tuổi thọ của pin sẽ ngắn nếu nó thường xuyên ở trong nhiệt độ khắc nghiệt ví dụ như quá nóng hoặc quá lạnh.

Xem thêm: Pin iPhone bị chai: Cách kéo dài tuổi thọ pin iPhone bền lâu nhất

Điện áp đầu ra của bất kỳ pin nào trong một chu kỳ phóng điện có thể được vẽ biểu đồ theo phần trăm sạc. Tuy nhiên, các chất phản ứng không phải là vĩnh cửu. Trong trường hợp pin li-ion, “râu kim loại” có thể hình thành trong tế bào, làm thiếu hụt các phần bị ảnh hưởng của tế bào pin và cắt giảm nguồn điện khả dụng. Cuối cùng, sự hình thành râu, cùng với sự cạn kiệt chất phản ứng dẫn đến pin chết hoàn toàn do điện áp thấp và quá trình oxy hóa không thể đảo ngược.

Đường cong và độ dốc điện áp thay đổi rất nhiều dựa trên một số yếu tố. Pin hao mòn làm co trục ngang. Rõ ràng, nhu cầu điện năng của thiết bị làm giảm lượng thời gian cần thiết để phát triển dọc theo đường cong trên bất kỳ lần sạc nhất định nào.

Sự hư hỏng của tế bào do môi trường, thiết bị sạc bị lỗi cung cấp nhiều hơn điện áp cho phép hoặc các vấn đề khác làm tăng vĩnh viễn độ dốc của điện áp giảm trong khi pin đang được sử dụng. Nhiệt độ hoạt động cũng có sự gia tăng tạm thời về độ dốc, với nhiệt độ thấp sẽ ảnh hưởng nhiều hơn đến công suất hơn là nhiệt độ cao.

Khi điện thoại báo hết pin và tự tắt nguồn, thực ra không phải hết sạch hoàn toàn, mà vẫn còn một chút. Bằng chứng là iPhone luôn hiện hình ảnh cắm sạc khi người dùng cố bật khi đã hết pin.

Bởi vì đối với pin li-ion, pin phải có dung lượng hơn 2V, nếu không điện cực bắt đầu bị oxy hóa. Điều này xảy ra khá nhanh chóng và không thể đảo ngược bằng cách sạc lại. Đây là lý do tại sao pin li-ion không hoạt động trong một khoảng thời gian dài thì sẽ chết hoàn toàn hoặc không còn dung lượng.

Ví dụ, một số điện thoại tắt nguồn và không bật lại được sau khi hết pin là do thiết bị ở dưới mức nguồn có thể khởi động mạch sạc chứ không phải hư hỏng vĩnh viễn đối với pin.

Nếu không tìm hiểu quá sâu về sản xuất pin, các nhà sản xuất thiết bị phải đưa ra lựa chọn dựa trên đường cong hiệu suất. Dung lượng pin và điện áp đầu ra là hai thứ khác nhau phải được xem xét, chưa nói đến các yếu tố an toàn.

Mọi thiết bị đều có điện áp quan trọng, tại thời điểm đó, thiết bị sẽ không hoạt động, có thể mất dữ liệu hoặc sập hoàn toàn. Điện áp quan trọng là phổ biến, thay đổi tùy theo thiết bị và không chỉ áp dụng cho Apple.

Các nhà sản xuất phải xem xét đường cong hiệu suất pin và chọn một điểm mà họ đang đưa ra các lựa chọn kỹ thuật. Nếu họ bỏ lỡ dự đoán của mình, thì khi pin của thiết bị sẽ già đi về mặt hóa học (chai pin), nó sẽ ngừng hoạt động.

Nếu pin li-ion bị hư hại do sạc quá mức, quá nóng, hoặc đơn giản là bị chai, các tế bào pin bên trong có thể phá hủy hỗn hợp chất điện phân dễ cháy bên trong. Màng pin sẽ căng ra và phồng lên để chứa vật liệu này ở một mức độ nào đó, nhưng đến một lúc nào đó, màng này sẽ vỡ ra gây nổ.

Bộ xử lý di động không tiêu thụ một lượng điện năng cố định mà tùy thuộc vào mức độ làm việc của chúng. Các ứng dụng đo điểm chuẩn được thiết kế để chạy một bộ xử lý trong thời gian lâu nhất có thể, hết sức có thể để hoàn thành một phép tính hoặc thực hiện một loạt thao tác trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này sẽ luôn tham gia vào bất kỳ quy trình giảm xung nhịp nào liên quan đến điện áp khi bộ xử lý bị ảnh hưởng bởi thử nghiệm – và đó là cách Apple khắc phục sự cố tắt máy ngẫu nhiên trong tình huống thiếu điện áp.

Xem Thêm