Silicon-carbon mở ra kỷ nguyên mới cho pin điện thoại thông minh

Trong bối cảnh smartphone liên tục được nâng cấp về hiệu năng, camera và trí tuệ nhân tạo, công nghệ pin vẫn dậm chân tại chỗ trong nhiều năm. Tuy nhiên, sự xuất hiện của công nghệ silicon-carbon đã mở ra một làn gió mới khi cho phép dung lượng pin tăng vọt mà không cần phải hy sinh thiết kế mỏng nhẹ của thiết bị.

Các mẫu điện thoại sử dụng pin silicon-carbon đang dần xuất hiện ngày càng nhiều trên thị trường, đặc biệt là từ các thương hiệu Trung Quốc như OnePlus, Vivo, Realme, Xiaomi và Honor. Một trong những điểm nổi bật là smartphone Red Magic 10 Pro với viên pin 7.050 mAh hay Redmi K80 với 6.550 mAh đều đạt mức dung lượng cao nhưng không làm tăng kích thước máy. Honor là hãng tiên phong khi ra mắt Magic 5 với công nghệ pin này từ năm 2023. Dù vậy, những “ông lớn” như Apple hay Samsung vẫn chưa tham gia vào xu hướng mới này.

Điện thoại Red Magic 10 Pro dùng pin silicon-carbon với dung lượng 7.050 mAh. Ảnh: Red Magic

Công nghệ pin silicon-carbon không phải là phát kiến mới. Nghiên cứu đầu tiên được thực hiện từ năm 2002 và phải mất hơn hai thập kỷ để được thương mại hóa. Silicon-carbon về bản chất vẫn là pin lithium-ion nhưng thay vì sử dụng graphite ở cực dương, nó dùng hỗn hợp silicon và carbon, cho phép chứa nhiều lithium hơn. Nhờ đó, mật độ năng lượng tăng khoảng 15-20% với tiềm năng tối đa gấp 10 lần so với graphite. Tuy nhiên, việc sử dụng silicon nguyên chất có thể gây giãn nở cực lớn khi sạc đầy, làm giảm tuổi thọ pin và ảnh hưởng đến cấu trúc vật lý của pin.

Dù còn nhiều thách thức về tuổi thọ và hiệu suất ổn định, các hãng sản xuất như Oppo hay Vivo đã tìm ra cách tối ưu. Chẳng hạn như Oppo đã áp dụng kỹ thuật khoan laser và lá đồng cải tiến giúp giảm độ dày pin, trong khi vẫn tăng dung lượng. Mẫu Find N5 có viên pin 5.600 mAh trong thân máy gập cực mỏng hay Find X8 với pin 5.630 mAh chỉ dày 5,1 mm. Những thành tựu này cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ mới trong việc hỗ trợ các thiết bị mỏng nhẹ và gập, vốn bị giới hạn bởi không gian cho viên pin truyền thống.

Honor so sánh mật độ năng lượng trên pin silicon-carbon với pin dùng graphite thông thường tại sự kiện MWC 2023. Ảnh: Honor

Tuy nhiên, tuổi thọ vẫn là vấn đề đáng lo ngại. Do silicon phản ứng mạnh với chất điện phân và có độ dẫn điện thấp, pin dễ bị giảm hiệu suất sau thời gian ngắn sử dụng, đặc biệt khi kết hợp với sạc nhanh. Vì vậy, các chuyên gia cảnh báo người dùng không nên chọn mua điện thoại chỉ vì công nghệ pin mới, nhất là khi ngân sách còn hạn chế. Công nghệ silicon-carbon hiện vẫn chủ yếu xuất hiện ở các mẫu điện thoại cao cấp, đóng vai trò như một điểm nhấn công nghệ. Trong tương lai, nếu quy trình sản xuất được tối ưu và chi phí giảm, đây có thể trở thành tiêu chuẩn phổ biến không chỉ cho smartphone mà còn cho các thiết bị như đồng hồ thông minh, máy tính bảng và laptop.