Cấu tạo pin điện thoại: Hiểu để dùng bền, tránh cháy nổ

Cấu tạo pin điện thoại về cơ bản gồm các thành phần hóa học như cực dương, cực âm, chất điện phân và màng ngăn, kết hợp với một bảng mạch bảo vệ để điều phối dòng điện. Trong bài viết này, FU Mobile sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết từ lớp vỏ ngoài đến các phản ứng hóa học bên trong để biết tại sao viên pin của chúng ta lại có thể gặp sự cố phồng hay chai theo thời gian.

1. Thành phần hóa học cốt lõi bên trong viên pin

Hầu hết smartphone ngày nay đều sử dụng pin Lithium-ion (Li-ion) hoặc pin Lithium-ion Polymer (Li-Po). Dù tên gọi khác nhau, cấu tạo hóa học của chúng đều dựa trên 4 thành phần chính:

• Cực dương (Cathode): Thường là các hợp chất Oxide kim loại chứa Lithium như LiCoO2 hoặc LiMn2O4. Đây là thành phần quan trọng nhất quyết định điện áp và dung lượng của viên pin.
• Cực âm (Anode): Thường sử dụng vật liệu Carbon hoặc Graphite (than chì). Khi bạn sạc pin, các ion Lithium sẽ di chuyển từ cực dương sang và được lưu trữ tại đây.
• Chất điện phân: Là dung dịch (Li-ion) hoặc dạng gel/polymer (Li-Po) đóng vai trò làm môi trường dẫn cho ion di chuyển qua lại giữa cực âm và cực dương.
• Màng ngăn: Đây là một lớp polymer cực mỏng và xốp. Nhiệm vụ của nó là cho ion đi qua nhưng phải ngăn tuyệt đối không cho hai cực chạm nhau gây chập mạch.

Các lớp này không được đặt rời rạc mà được cán mỏng rồi cuộn lại hoặc xếp chồng lên nhau theo cấu trúc lớp để tối ưu diện tích trong thân máy smartphone vốn rất mỏng dẹt.

2. Cấu tạo pin điện thoại dưới góc nhìn kỹ thuật

Khi tôi hoặc anh em kỹ thuật tháo máy để kiểm tra, chúng tôi không chỉ nhìn thấy một khối đen dẹt. Một viên pin hoàn chỉnh dưới góc độ kỹ thuật sẽ gồm các phần sau:

• Lõi pin (Cell): Được cán mỏng và cuộn lại theo dạng pouch (túi dẹt) để tiết kiệm diện tích, giúp điện thoại mỏng nhẹ hơn.
• Mạch bảo vệ (BMS/PCM): Một bảng mạch nhỏ gắn ở đầu viên pin. Mạch này có các IC giám sát để cắt dòng điện khi pin quá nóng, sạc quá đầy hoặc xả quá mức. Nếu không có mạch này, pin rất dễ bốc cháy khi gặp sự cố.
• Đầu cáp và Socket: Phần dây cáp dẻo nối pin với bo mạch chủ của điện thoại. Nó chứa các chân tiếp xúc để truyền tải điện năng và các chân tín hiệu báo cáo nhiệt độ, dung lượng về cho hệ điều hành.
• Lớp vỏ bảo vệ: Thường là lớp vỏ nhôm mỏng hoặc màng nhựa bọc kín lõi pin để ngăn rò rỉ chất điện phân và bảo vệ pin khỏi các tác động vật lý.

Xem thêm: Cấu tạo màn hình điện thoại: Chi tiết các lớp hiển thị và cảm ứng

3. So sánh pin Li-ion và Li-Po trong điện thoại

Dù cùng dựa trên công nghệ Lithium, nhưng sự khác biệt về chất điện phân tạo ra hai loại pin có đặc tính khác nhau:

Hiện nay, phần lớn điện thoại mỏng nhẹ đều dùng pin Li-Po vì khả năng tùy biến kích thước cực tốt.

4. Tại sao pin điện thoại bị phồng, chai hoặc cháy nổ?

Hiểu rõ cấu tạo pin sẽ giúp bạn biết nguyên nhân của các lỗi thường gặp:

• Phồng pin: Khi pin bị sạc quá mức hoặc hoạt động ở nhiệt độ cao thường xuyên, các phản ứng hóa học phụ xảy ra sinh ra khí gas. Do lớp vỏ bọc kín, khí này tích tụ làm viên pin dày lên, đẩy phồng nắp lưng hoặc màn hình.
• Chai pin: Qua hàng trăm chu kỳ sạc xả, vật liệu ở cực âm và cực dương bị thoái hóa, khả năng giữ ion Lithium kém đi dẫn đến dung lượng thực tế giảm xuống.
• Cháy nổ: Nếu màng ngăn bị thủng do va đập mạnh hoặc do nhiệt độ tăng quá cao làm màng ngăn nóng chảy, cực âm và cực dương sẽ chạm nhau gây đoản mạch và sinh nhiệt tức thì dẫn đến bốc cháy.

Để giữ cho viên pin bền bỉ, tôi khuyên bạn nên tránh để máy quá nóng và hạn chế thói quen vừa sạc vừa chơi game nặng. Khi thấy máy có dấu hiệu sụt pin nhanh, báo ảo hoặc hở sườn máy do pin phồng, bạn hãy mang máy đi kiểm tra ngay. Trong quy trình sửa điện thoại tại FU Mobile, Trung luôn nhắc anh em phải dùng linh kiện chuẩn có mạch bảo vệ đầy đủ.

Việc hiểu đúng về cấu tạo pin điện thoại giúp bạn sử dụng thiết bị an toàn và bền bỉ hơn.