Vừa có hãng phần cứng công bố tai nghe sở hữu thời lượng pin 300 giờ. Công nghệ lưu trữ năng lượng tiến bộ đến thế rồi sao?

Tại hội chợ công nghệ CES mới diễn ra, người xem ít nhiều hoài nghi khi thấy HyperX công bố tai nghe có thời lượng pin 300 giờ. Bộ tai nghe không dây Cloud Alpha Wireless được cho là có thể được dùng trong 300 tiếng liên tục chỉ với một lần sạc. Con số mới gấp 10 lần tai nghe Cloud II Wireless tiền nhiệm, chỉ đủ dùng trong 30 tiếng/lần sạc.

Chỉ trong khoảng thời gian trên dưới một năm, thời lượng pin của dòng tai nghe gaming đã tăng gấp 10 lần, một kỷ lục vô tiền khoáng hậu trong lĩnh vực đồ điện gia dụng. HyperX từ chối chia sẻ những đột phá mình đạt được, chỉ nói đơn giản về tiến bộ trong công nghệ pin và chip, đồng thời khẳng định họ cập nhật “công nghệ buồng đôi” và driver tai nghe để phù hợp với dung lượng pin li-ion 1.500 mAh.

Quá ít thông tin, người tiêu dùng chỉ biết choáng ngợp trước thời lượng không tưởng của Cloud Alpha Wireless.

Tại sự kiện CES, không chỉ HyperX gây choáng váng với những tuyên bố hùng hồn liên quan tới công nghệ lưu trữ năng lượng. Bộ tai nghe không dây mới của Technics cũng đạt 50 giờ sử dụng trên mỗi lần sạc. Hãng phần cứng AMD khẳng định dòng chip Ryzen mới của họ sẽ cho laptop tương lai chạy liên tục trong 24 tiếng.

Xe cộ cũng không phải ngoại lệ. khi Mercedes công bố mẫu xe thử nghiệm Vision EQXX chạy được trên dưới 1.000 km với mỗi lần sạc.

Dù vậy, chưa sản phẩm nào vừa được nhắc tên có thể tới tay người dùng, cộng đồng vẫn chưa rõ liệu sản phẩm có đạt đúng kỳ vọng. Các chuyên gia cho rằng thời lượng pin đã đang ngày một được cải thiện, sau khi hiệu năng vi xử lý hiệu quả hơn, thiết bị hoạt động ổn định với mức năng lượng thấp, các đột phá công nghệ như điện cực silicon cũng giúp pin ngày càng khỏe.

Tuy nhiên, tổ hợp những cái tốt chưa thể khiến công nghệ pin nói chung tốt gấp 10 lần trước đây. Pin lithium-ion đại trà vẫn có định mức năng lượng, với số % được cải thiện nhỏ hơn 10. Thậm chí, các nhà phát triển công nghệ sẽ phải đánh đổi khi đẩy pin tới giới hạn.

“Pin đang tốt hơn từng chút một, nhưng khi lượng năng lượng trong pin ngày một dày, thường tuổi thọ pin sẽ bị ảnh hưởng”, Venkat Srinivasan, nhà nghiên cứu công nghệ lưu trữ năng lượng và giám đốc Trung tâm Cộng tác Khoa học Lưu trữ Năng lượng Argonne cho hay.

“Nếu xét tới những công ty đồ điện tử lớn, bạn sẽ thấy họ sẽ phải đạt những định mức riêng, đơn cử như việc ta cần pin sống sót sau 500 vòng sạc-xả trong hai hoặc ba năm. Nhưng với những công ty nhỏ, họ sẽ nhắm tới việc pin đạt số vòng sạc-xả lớn, và vừa lòng khi sản phẩm có thể không trụ được sau hai năm”, ông Srinivasan nhận định.

Giống như nhiều chuyên gia công nghệ ngày nay, ông Srinivasan tương đối lạc quan khi những cải tiến trong công nghệ điện cực silicon giúp nâng cao tuổi thọ pin. Enovix, một trong nhiều công ty đang được Srinivasan cố vấn, đã phát triển được một cấu trúc riêng cho phép pin sử dụng anode silicon của họ khác biệt với tất cả những sản phẩm khác. 

Pin lithium-ion ứng dụng graphite thông dụng đều là các pin sạc lại được, trong đó các ion lithium di chuyển qua lại giữa hai điện cực dương và âm. Thành tố quan trọng trong gấp cấu trúc pin là chất graphite có tính dẫn điện tốt. Với pin sử dụng silicon làm điện cực, các hạt silicon kích cỡ nano có thể thay thế một phần, hay thậm chí toàn bộ graphite. Về mặt lý thuyết, silicon có thể hấp thụ được nhiều lithium hơn graphite, cho phép dung lượng pin lớn hơn. Thậm chí pin còn bền hơn khi giảm thiểu hiện tượng phồng cũng như đoản mạch.

Còn có thể kể tới Một công ty khác nhắm tới cải thiện 50% thời lượng pin là Sila Nano. Công nghệ của Sila Nano chứa hạt vật chất có kích cỡ chỉ bằng nửa hạt silicon, có thể tăng mật độ năng lượng trong pin lên tới 20%; theo khẳng định của công ty, tính theo thời lượng sử dụng số % cải thiện có thể lên tới 40. Hiện Sila Nano đã hợp tác với BMW và Daimler trong sản xuất xe điện cũng như đồ điện gia dụng.

Tháng 9 năm ngoái, công ty phát triển công nghệ wearable Whoop công bố vòng tay theo dõi hoạt động cơ thể có ứng dụng đột phá của Sila Nano. Vòng đeo tay vẫn hoạt động suốt 5 ngày giống những mẫu mã trước, tuy nhiên kích thước pin đã nhỏ hơn đáng kể.

Màn công bố Whoop 4.0 đáng chú ý khi đây là lần đầu tiên, có công ty ứng dụng thành công công nghệ của Sila Nano. Tuy nhiên, vẫn xuất hiện đôi lời phàn nàn liên quan tới lỗi sạc không vào điện, bên cạnh phản hồi chậm trễ của đội chăm sóc khách hàng. Alex Jacobs, người phát ngôn của Whoop cho hay công nghệ của Sila Nano nằm trong cấu trúc pin, không liên quan tới lỗi người dùng đang gặp phải. Hiện Whoop cũng đã công bố bản cập nhật firmware với hy vọng cải thiện hiệu năng sản phẩm.

Lại nói về Enovix, công ty được ông Srinivasan cố vấn. Họ cũng đang phát triển giải pháp cải thiện pin dựa trên silicon, nhưng tiếp cận vấn đề theo một cách khác. Nhóm nghiên cứu kiến tạo cấu trúc pin silicon 3 chiều và đặt các điện cực chồng lên nhau. Công ty Enovix cho hay cách thức mới tận dụng hiệu quả không gian trong pin.

Harrold Rust, nhà đồng sáng lập Enovix cho thấy họ phải vượt qua nhiều trở ngại để ứng dụng thành công pin sử dụng cực silicon. Một là hiện tượng silicon bị phồng, hai là tăng quy mô dây chuyền xử lý hạt silicon cỡ nano. Còn có thể kể tới hiệu năng pin biến thiên theo từng loại vật liệu chế tạo pin. Theo lời ông Rust, cực silicon cho số vòng sạc-xả thấp; chỉ sau vài trăm vòng, pin đã có thể mất tới 20% sức chứa năng lượng.

Dù vậy, ông Rust vẫn tin tưởng vào tương lai do cực silicon mang lại. “Chúng tôi tự tin rằng với mỗi khẳng định nói ra, pin sẽ được đúng như thế, kết quả dựa trên kết quả thử nghiệm đã làm. Chúng tôi hy vọng sẽ có sản phẩm thực tế trong năm nay chứng minh cho điều đó”, ông Rust khẳng định.

Khi phóng viên tạp chí WIRED hỏi HyperX liệu tai nghe có thời lượng pin 300 giờ có sử dụng cực silicon, phát ngôn viên Gurpreet Bhoot nhận định họ “”, đồng thời tái khẳng định Cloud Alpha Wireless là sản phẩm duy nhất trên thị trường sở hữu thời lượng pin 300 tiếng. Hiện tại, người dùng chỉ có thể phỏng đoán cách HyperX cải thiện công nghệ lưu trữ năng lượng: hoặc pin lớn hơn, hoặc vi xử lý hiệu quả hơn, hoặc những cách thức chưa được áp dụng nào đó.

Đây cũng là một phương án cải thiện pin hiệu quả. Ông Srinivasan cũng đưa thêm nhận định về xu hướng phát triển hiện tại, cho rằng có “hai lối đi song song”, khi đồ điện ngày một hiệu quả và thời lượng pin cũng ngày một dài hơn.

“Tôi đang nghĩ tới chip M1 của Apple, dù rõ ràng là chỉ Apple sở hữu, nhưng ý tưởng cho thấy các kỹ sư đang tìm cách giảm tải cho pin, đồng thời pin lại ngày một cường tráng hơn. Có lẽ [đột phá] ta đang thấy ở đây là tổ hợp của cả hai yếu tố”.

Theo Kim