Khám phá công nghệ pin thế hệ tiếp theo

Pin Lithium-ion lần đầu tiên được thương mại hóa vào năm 1991 và được áp dụng rộng rãi trên thị trường cho các thiết bị di động và xe điện. Tuy nhiên, pin lithium đòi hỏi thời gian sạc ít nhất một giờ để sạc đầy, ngay cả với công nghệ sạc nhanh, và tiêu chuẩn này được coi là đã đạt đến giới hạn về việc mở rộng công suất. Đến nay, đã có nhiều nỗ lực để khám phá về việc sử dụng các vật liệu mới. Trong các tài liệu nghiên cứu, Graphene đã trở thành nguồn vật liệu đại diện cho thế hệ vật liệu tiếp theo

Về lý thuyết, pin dựa trên vật liệu “Graphene ball” chỉ cần 12 phút để sạc đầy. Ngoài ra, pin có thể duy trì nhiệt độ 60 độ C mang tính ổn định cao, mà nhiệt độ pin ổn định lại đặc biệt quan trọng đối với các loại xe điện.

Trong nghiên cứu của mình, SAIT đã tìm cách áp dụng graphene, vật liệu có độ bền và độ dẫn điện cao, và phát hiện ra một cơ chế để tổng hợp khối lượng graphene thành dạng 3D như bỏng ngô sử dụng silica (SiO2). “graphene ball” này được sử dụng cho cả lớp bảo vệ anốt và vật liệu catốt trong pin lithium-ion. Điều này đảm bảo tăng công suất sạc, giảm thời gian sạc cũng như duy trì nhiệt độ ổn định.

Tiến sĩ Son In-hyuk, người đứng đầu dự án thay mặt cho SAIT, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho phép tổng hợp khối lượng vật liệu composite đa chức năng với giá phải chăng. Đồng thời, chúng tôi đã có thể tăng đáng kể khả năng của pin lithium-ion trong môi trường nơi các thiết bị di động và xe điện đang phát triển nhanh chóng. Cam kết của chúng tôi là tiếp tục khám phá và phát triển công nghệ pin thứ cấp theo những xu hướng này.”

Kết quả nghiên cứu của SAIT đã được trình bày chi tiết trong ấn bản tháng 12 của tạp chí khoa học Nature Communications trong một bài báo có tựa đề “Các quả cầu Graphene dùng cho pin sạc lithium có tính sạc nhanh và mật độ năng lượng cao.” SAIT cũng đã đăng ký bằng sáng chế cho công nghệ “graphene ball ” ở Mỹ và Hàn Quốc.

*Graphene là một lớp các nguyên tử cacbon từ than chì và đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của ngành công nghiệp pin và hiển thị do tính ổn định về thể chất và hóa học. Graphene có hiệu quả gấp 100 lần so với đồng trong việc dẫn điện và hiển thị sự di chuyển của điện tử một cách đáng kinh ngạc – gấp 140 lần so với silicon – làm cho nó trở thành một vật liệu lý tưởng trong việc sạc nhanh

Samsung Newsroom đã ngồi lại với Sangkyu Lee, Phó chủ tịch cấp cao của Tập đoàn Reliability Group, mảng truyền thông di động, Samsung Electronics, để thảo luận thêm về nỗ lực của công ty nhằm dẫn đầu về độ an toàn sản phẩm.

Q. Ưu tiên chính của ông trong việc phát triển Galaxy S8 là gì?

Sangkyu Lee: Hơn bao giờ hết, chúng tôi luôn làm việc để xác định và kết hợp các tính năng và chức năng mang lại giá trị thực sự cho người tiêu dùng.

Thông thường, các nhà sản xuất bị cuốn vào các thông số kỹ thuật để vượt qua cuộc cạnh tranh. Nhưng thay vì tập trung vào con số, chúng tôi nhằm mục đích mang lại giá trị thực tế và sự an toàn.

Ví dụ, thay vì tập trung vào các lợi ích ngắn hạn – chẳng hạn như giảm thời gian sạc pin xuống một vài phút, thì chúng tôi tập trung vào việc duy trì độ bền của pin trong thời gian dài và cụ thể hơn là hàng trăm chu kỳ sạc pin. Kết quả là, Galaxy S8 sẽ duy trì được tuổi thọ pin tốt hơn so với các thế hệ trước đó, mang lại nhiều giá trị hơn cho người tiêu dùng.

H. Ông đã làm những gì để đạt được những mục tiêu này?

Sangkyu Lee: Thứ nhất, chúng tôi đã tối ưu hóa thiết kế xung quanh pin của Galaxy S8, chúng tôi coi đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của điện thoại thông minh.

Tại lớp thiết kế pin, chúng tôi đã áp dụng các biện pháp ngăn ngừa để xác định và giải quyết các lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn trên thiết bị với các tiêu chuẩn an toàn pin được cải thiện. Chẳng hạn, chúng tôi đã tạo thêm khoảng trống xung quanh pin để có thể sử dụng thiết kế khung mới nhằm bảo vệ pin chống lại sức ép bên ngoài, ngay cả khi điện thoại thông minh bị rơi. Tương tự như vậy, chúng tôi cũng điều chỉnh thiết kế để loại bỏ áp lực lên điện cực và ngăn ngừa rò rỉ chất nền của pin.

Ở lớp phần mềm, chúng tôi đã cải tiến các thuật toán bảo vệ phần mềm nhằm điều chỉnh nhiệt độ pin, dòng sạc pin và thời gian sạc để tăng cường độ an toàn.

H. Ngoài các thay đổi thiết kế này, có cách nào khác để Samsung đánh giá về sự an toàn của sản phẩm?

Sangkyu Lee: Ngoài các kiểm tra kiểm tra toàn diện do nhà sản xuất pin của chúng tôi thực hiện, Samsung cũng đã kết hợp các biện pháp đảm bảo của chính mình để cải thiện an toàn sản phẩm từ khâu thành phần đến lắp ráp và vận chuyển thiết bị.

Bên trong bài kiểm tra an toàn pin 8 điểm của chúng tôi mà chúng tôi đã sử dụng để kiểm tra Galaxy S8 bao gồm các bài kiểm tra nâng cao như Kiểm tra Độ bền, Kiểm tra độ Trực quan, Thử nghiệm X-Ray, Thử nghiệm Tháo dỡ và Kiểm tra △ OCT – cũng như các biện pháp mới được áp dụng như thử nghiệm sạc và xả sạc, Kiểm tra TVOC và Thử nghiệm Sử dụng thực tế.

Hơn nữa, chúng tôi đã thành lập một nhóm tư vấn viên cố vấn về pin bao gồm các chuyên gia nghiên cứu chuyên sâu nhằm đảm bảo rằng Samsung duy trì quan điểm rõ ràng và khách quan về độ an toàn và đổi mới của pin.

H. Thiết bị có nhận được chứng nhận của bên thứ ba không?

Sangkyu Lee: Nhờ nỗ lực không ngừng nghỉ, Samsung đã thành công trong việc hoàn tất tất cả các cuộc kiểm tra được yêu cầu bởi các chính phủ toàn cầu và các tiêu chuẩn quốc gia. Chúng tôi cũng tiến hành kiểm tra an toàn thông qua các tổ chức nghiên cứu của bên thứ ba.

Các kết quả đánh giá từ UL và Exponent cho thấy pin Galaxy S8 đã được xác định tuân thủ tất cả các yêu cầu áp dụng.

H. Ngoài các biện pháp mà ông đã thảo luận, liệu có cách nào khác để Samsung giải quyết các vấn đề an toàn sản phẩm trong tương lai không?

Sangkyu Lee: Chúng tôi cũng đã mở rộng Trung tâm phân tích trách nhiệm pháp lý sản phẩm (PL) trên khắp thế giới. Trung tâm được trang bị máy móc hiện đại và đội ngũ nhân viên có kiến thức chuyên sâu.

Trung tâm giúp đảm bảo rằng Samsung đã chuẩn bị sẵn sàng nhằm ứng biến với các tình huống không mong muốn – nếu chúng phát sinh – với tốc độ và tính minh bạch cao. Tất nhiên, sự hợp tác của người tiêu dùng là bắt buộc, vì chúng ta cần phải nhanh chóng tiếp cận và giải quyết các vấn đề ngay tức thì để tạo ra một giải pháp có lợi cho tất cả người dùng.

Đây chỉ là một ví dụ khác về cách Samsung làm việc nhằm tiếp tục giữ tiêu chí an toàn sản phẩm là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi.

Đọc để tìm hiểu thêm về Kiểm tra an toàn pin 8 điểm của Samsung.
________________________________________

Ngay từ giai đoạn lập kế hoạch để phát triển Galaxy S8, Samsung Electronics đã triển khai các tiêu chuẩn thiết kế pin nâng cao và các thuật toán bảo vệ phần mềm an toàn hơn. Đặc biệt, công ty kiểm tra kỹ lưỡng chất lượng của pin Galaxy S8 thông qua bài kiểm tra an toàn pin 8 điểm.

Kiểm tra này bao gồm một số kiểm tra nâng cao, như Kiểm tra Độ bền, Kiểm tra Trực quan, Thử nghiệm X-Ray, Thử nghiệm tháo rời và Thử nghiệm △OCT (Điện áp mạch mở Delta), cũng như các biện pháp mới được áp dụng như Kiểm tra nạp và xả, kiểm tra TVOC (Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) và thử nghiệm sử dụng thực tế.

Lắp ráp linh kiện

Đầu tiên, pin của điện thoại thông minh Samsung đi qua các bài kiểm tra đảm bảo chất lượng được tiến hành bởi các nhà sản xuất pin. Pin vượt qua được các kiểm tra này sau đó sẽ được xem xét kỹ lưỡng trong giai đoạn lắp ráp linh kiện tại Samsung Electronics.

Sau khi kiểm tra sạc và xả, độ bền của pin được kiểm tra thông qua áp suất nhiệt độ cao, sạc quá tải và kiểm tra thủng. Tiếp theo, pin được kiểm tra trực quan và trải qua kiểm tra X-Ray để kiểm tra phần bên trong pin nhằm xác định bất thường, chẳng hạn như sự biến dạng của điện cực âm ngoài cùng bên ngoài.

Ngoài ra, pin còn được tháo rời để kiểm tra tình trạng bên trong, bao gồm vị trí của băng cách điện, nơi gấp khúc và những hư hỏng của ngăn cách điện, cũng như vị trí của điểm hàn ở mỗi thanh.

Trong khi đó, các thử nghiệm ΔOCV được thực hiện để xác định nếu có bất kỳ sự rò rỉ dòng điện gây ra bởi các chất lạ ở các điện cực.

Kiểm tra nạp và xả

Kiểm tra tháo dỡ

Quy trình sản xuất

Kiểm tra an toàn được tiếp tục trong quá trình sản xuất của Galaxy S8. Tất cả các sản phẩm đều được kiểm tra trực quan, và đi qua các bài kiểm tra ΔOCV và TVOC để đảm bảo không có sự rò rỉ. Các mẫu được chọn lọc lại để trải qua Bài kiểm tra nạp và xả.

Kiểm tra ΔOCV

Kiểm tra TVOC

Thành phẩm

Khi Galaxy S8 hoàn thành, sản phẩm sẽ phải trải qua đợt Thử nghiệm nạp và xả cuối cùng trong quá trình kiểm tra lô hàng. Điều này có nghĩa là vào thời điểm điện thoại thông minh được lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh, đã có tổng cộng ba cuộc thử nghiệm nạp và xả.

Cuối cùng, trong thử nghiệm sử dụng thực tế, các chức năng của điện thoại thông minh (chẳng hạn như phát video hoặc sử dụng máy ảnh) được thực hiện theo các điều kiện tương tự với mức sử dụng thực tế của người tiêu dùng, trong một khung thời gian nhất định.

Tóm lại, loạt kiểm tra kéo dài quá trình xử lý pin tổng thể này sẽ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm, xác định lại những gì có thể được xem là an toàn về sản phẩm.

Kiểm tra nạp và xả

Kiểm tra sử dụng thực tế

Samsung Newsroom đã ngồi lại với Sangkyu Lee, Phó chủ tịch cấp cao của Tập đoàn Reliability Group, mảng truyền thông di động, Samsung Electronics, để thảo luận thêm về nỗ lực của công ty nhằm dẫn đầu về độ an toàn sản phẩm.

Q. Ưu tiên chính của ông trong việc phát triển Galaxy S8 là gì?

Sangkyu Lee: Hơn bao giờ hết, chúng tôi luôn làm việc để xác định và kết hợp các tính năng và chức năng mang lại giá trị thực sự cho người tiêu dùng.

Thông thường, các nhà sản xuất bị cuốn vào các thông số kỹ thuật để vượt qua cuộc cạnh tranh. Nhưng thay vì tập trung vào con số, chúng tôi nhằm mục đích mang lại giá trị thực tế và sự an toàn.

Ví dụ, thay vì tập trung vào các lợi ích ngắn hạn – chẳng hạn như giảm thời gian sạc pin xuống một vài phút, thì chúng tôi tập trung vào việc duy trì độ bền của pin trong thời gian dài và cụ thể hơn là hàng trăm chu kỳ sạc pin. Kết quả là, Galaxy S8 sẽ duy trì được tuổi thọ pin tốt hơn so với các thế hệ trước đó, mang lại nhiều giá trị hơn cho người tiêu dùng.

 
 
H. Ông đã làm những gì để đạt được những mục tiêu này?

Sangkyu Lee: Thứ nhất, chúng tôi đã tối ưu hóa thiết kế xung quanh pin của Galaxy S8, chúng tôi coi đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của điện thoại thông minh.

Tại lớp thiết kế pin, chúng tôi đã áp dụng các biện pháp ngăn ngừa để xác định và giải quyết các lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn trên thiết bị với các tiêu chuẩn an toàn pin được cải thiện. Chẳng hạn, chúng tôi đã tạo thêm khoảng trống xung quanh pin để có thể sử dụng thiết kế khung mới nhằm bảo vệ pin chống lại sức ép bên ngoài, ngay cả khi điện thoại thông minh bị rơi. Tương tự như vậy, chúng tôi cũng điều chỉnh thiết kế để loại bỏ áp lực lên điện cực và ngăn ngừa rò rỉ chất nền của pin.

Ở lớp phần mềm, chúng tôi đã cải tiến các thuật toán bảo vệ phần mềm nhằm điều chỉnh nhiệt độ pin, dòng sạc pin và thời gian sạc để tăng cường độ an toàn.

 
 
H. Ngoài các thay đổi thiết kế này, có cách nào khác để Samsung đánh giá về sự an toàn của sản phẩm?

Sangkyu Lee: Ngoài các kiểm tra kiểm tra toàn diện do nhà sản xuất pin của chúng tôi thực hiện, Samsung cũng đã kết hợp các biện pháp đảm bảo của chính mình để cải thiện an toàn sản phẩm từ khâu thành phần đến lắp ráp và vận chuyển thiết bị.

Bên trong bài kiểm tra an toàn pin 8 điểm của chúng tôi mà chúng tôi đã sử dụng để kiểm tra Galaxy S8 bao gồm các bài kiểm tra nâng cao như Kiểm tra Độ bền, Kiểm tra độ Trực quan, Thử nghiệm X-Ray, Thử nghiệm Tháo dỡ và Kiểm tra △ OCT – cũng như các biện pháp mới được áp dụng như thử nghiệm sạc và xả sạc, Kiểm tra TVOC và Thử nghiệm Sử dụng thực tế.

Hơn nữa, chúng tôi đã thành lập một nhóm tư vấn viên cố vấn về pin bao gồm các chuyên gia nghiên cứu chuyên sâu nhằm đảm bảo rằng Samsung duy trì quan điểm rõ ràng và khách quan về độ an toàn và đổi mới của pin.

 
 
H. Thiết bị có nhận được chứng nhận của bên thứ ba không?

Sangkyu Lee: Nhờ nỗ lực không ngừng nghỉ, Samsung đã thành công trong việc hoàn tất tất cả các cuộc kiểm tra được yêu cầu bởi các chính phủ toàn cầu và các tiêu chuẩn quốc gia. Chúng tôi cũng tiến hành kiểm tra an toàn thông qua các tổ chức nghiên cứu của bên thứ ba.

Các kết quả đánh giá từ UL và Exponent cho thấy pin Galaxy S8 đã được xác định tuân thủ tất cả các yêu cầu áp dụng.

 
 
H. Ngoài các biện pháp mà ông đã thảo luận, liệu có cách nào khác để Samsung giải quyết các vấn đề an toàn sản phẩm trong tương lai không?

Sangkyu Lee: Chúng tôi cũng đã mở rộng Trung tâm phân tích trách nhiệm pháp lý sản phẩm (PL) trên khắp thế giới. Trung tâm được trang bị máy móc hiện đại và đội ngũ nhân viên có kiến thức chuyên sâu.

Trung tâm giúp đảm bảo rằng Samsung đã chuẩn bị sẵn sàng nhằm ứng biến với các tình huống không mong muốn – nếu chúng phát sinh – với tốc độ và tính minh bạch cao. Tất nhiên, sự hợp tác của người tiêu dùng là bắt buộc, vì chúng ta cần phải nhanh chóng tiếp cận và giải quyết các vấn đề ngay tức thì để tạo ra một giải pháp có lợi cho tất cả người dùng.

Đây chỉ là một ví dụ khác về cách Samsung làm việc nhằm tiếp tục giữ tiêu chí an toàn sản phẩm là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi.

Đọc để tìm hiểu thêm về Kiểm tra an toàn pin 8 điểm của Samsung.

Ngay từ giai đoạn lập kế hoạch để phát triển Galaxy S8, Samsung Electronics đã triển khai các tiêu chuẩn thiết kế pin nâng cao và các thuật toán bảo vệ phần mềm an toàn hơn. Đặc biệt, công ty kiểm tra kỹ lưỡng chất lượng của pin Galaxy S8 thông qua bài kiểm tra an toàn pin 8 điểm.

Kiểm tra này bao gồm một số kiểm tra nâng cao, như Kiểm tra Độ bền, Kiểm tra Trực quan, Thử nghiệm X-Ray, Thử nghiệm tháo rời và Thử nghiệm △OCT (Điện áp mạch mở Delta), cũng như các biện pháp mới được áp dụng như Kiểm tra nạp và xả, kiểm tra TVOC (Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) và thử nghiệm sử dụng thực tế.

Lắp ráp linh kiện

Đầu tiên, pin của điện thoại thông minh Samsung đi qua các bài kiểm tra đảm bảo chất lượng được tiến hành bởi các nhà sản xuất pin. Pin vượt qua được các kiểm tra này sau đó sẽ được xem xét kỹ lưỡng trong giai đoạn lắp ráp linh kiện tại Samsung Electronics.

Sau khi kiểm tra sạc và xả, độ bền của pin được kiểm tra thông qua áp suất nhiệt độ cao, sạc quá tải và kiểm tra thủng. Tiếp theo, pin được kiểm tra trực quan và trải qua kiểm tra X-Ray để kiểm tra phần bên trong pin nhằm xác định bất thường, chẳng hạn như sự biến dạng của điện cực âm ngoài cùng bên ngoài.

Ngoài ra, pin còn được tháo rời để kiểm tra tình trạng bên trong, bao gồm vị trí của băng cách điện, nơi gấp khúc và những hư hỏng của ngăn cách điện, cũng như vị trí của điểm hàn ở mỗi thanh.

Trong khi đó, các thử nghiệm ΔOCV được thực hiện để xác định nếu có bất kỳ sự rò rỉ dòng điện gây ra bởi các chất lạ ở các điện cực.

Kiểm tra nạp và xả

Kiểm tra tháo dỡ

Quy trình sản xuất

Kiểm tra an toàn được tiếp tục trong quá trình sản xuất của Galaxy S8. Tất cả các sản phẩm đều được kiểm tra trực quan, và đi qua các bài kiểm tra ΔOCV và TVOC để đảm bảo không có sự rò rỉ. Các mẫu được chọn lọc lại để trải qua Bài kiểm tra nạp và xả.

Kiểm tra ΔOCV

Kiểm tra TVOC

Thành phẩm

Khi Galaxy S8 hoàn thành, sản phẩm sẽ phải trải qua đợt Thử nghiệm nạp và xả cuối cùng trong quá trình kiểm tra lô hàng. Điều này có nghĩa là vào thời điểm điện thoại thông minh được lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh, đã có tổng cộng ba cuộc thử nghiệm nạp và xả.

Cuối cùng, trong thử nghiệm sử dụng thực tế, các chức năng của điện thoại thông minh (chẳng hạn như phát video hoặc sử dụng máy ảnh) được thực hiện theo các điều kiện tương tự với mức sử dụng thực tế của người tiêu dùng, trong một khung thời gian nhất định.

Tóm lại, loạt kiểm tra kéo dài quá trình xử lý pin tổng thể này sẽ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm, xác định lại những gì có thể được xem là an toàn về sản phẩm.

Kiểm tra nạp và xả

Kiểm tra sử dụng thực tế