Tài liệu Cẩm nang pin laptop docx

Cẩm nang pin laptop

Mỗi laptop có một loại pin khác nhau dựa vào
công nghệ chế tạo, nhưng đều có khả năng
chuyển hóa năng lượng hóa học thành dòng
điện.

Có 4 công nghệ chế tạo pin đang được áp dụng.
Hiện tại có 4 công nghệ chế tạo pin đang được áp dụng, nhưng sẽ sớm
có thêm một công nghệ mới được đưa vào thực tiễn nhằm sản xuất ra
loại pin có khả n
ăng đáp ứng các nhu cầu sử dụng khác nhau.

Các loại pin này tuy khác nhau về công nghệ chế tạo nhưng đều có
khả năng chuyển hóa năng lượng hóa học thành dòng điện, để chạy
các thiết bị điện tử - từ những chiếc máy nghe nhạc nhỏ xíu cho tới
những chiếc laptop lớn. Cũng giống như ắc-quy dùng cho xe hơi, phản
ứng hóa học bên trong pin laptop giải phóng các electron, đồng thời
đẩy các electron này dịch chuyển từ điện cực dương sang điện cực âm,
tạo ra dòng điện đủ lớn giúp máy hoạt động.

Trong thời kì đầu, pin dùng cho các thiết bị di động sử dụng các tế bào
năng lượng làm từ hợp chất Ni-ken - Cát-mi (NiCd). Loại pin này từng
được sử dụng chính cho laptop. Nhưng các tế bào NiCd chỉ có khả năng

dự trữ năng lượng để hệ thống vận hành vẻn vẹn trong một giờ đồng
hồ, và rất độc hại trong quá trình phân hủy khi không còn được sử
dụng.

Pin Ni-ken - Cát-mi có "tuổi thọ" 1.000 lần nạp điện, sớm bị "lão hóa"
với khả năng trữ điện suy giảm nhanh. Chính vì vậy, một loại pin mới

nhẹ hơn và "khỏe" hơn đã được chế tạo. Ngày nay, pin Ni-ken - Cát-mi

chỉ còn được dùng chủ yếu trong đồ chơi trẻ em và điện thoại di động
rẻ tiền. Khoảng 10 năm trước, hầu hết các hãng sản xuất laptop đều
chuyển sang dùng pin Hy-drua Ni-ken-Hy-drua thủy tinh lỏng (nickel-
metal-hydride batteries - NiMH). Pin NiMH có khả năng dự trữ năng
lượng nhiều hơn 40% so với pin NiCd, có tiến trình "lão hóa" diễn ra
chậm hơn và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm là
"vòng đời" ngắn với 200 lần n
ạp. ngay cả mẫu pin NiMH mới được cải
tiến cũng chỉ có thể nạp điện trong 400 lần.
Hợp chất
hóa học
Công suất cực
đại/ Số lần nạp

điện
Nhược
điểm
Sử dụng với
Nickel-
cadmium
(NiCd)
80/1.000
- Trọng
lượng lớn
- "Lão
hóa"
nhanh
- Độc hại

- Đồ chơi
- Điện thoại di
động rẻ tiền
Nickel-metal-
hydride
(NiMH)
120/200
- "Vòng
đời" ngắn
- Laptop và điện
thoại di động thế
hệ cũ
Lithium-ion
(Li-ion)
160/400
- Khó chế
tạo
- Đắt tiền
- Laptop
- Các thiết bị
cầm tay
- Máy ảnh, máy
quay
Lithium-ion
polymer
(Li-poly)
130/400
- Khó chế
tạo
- Đắt tiền

- Điện thoại di
động
- Pin dự trữ
Fuel cell
(tế bào nhiên
liệu)
N/A
- Đang
thử
nghiệm
- Đắt tiền
- Tàu vũ trụ
- Nhà máy điện
- Các thử nghiệm
nghiên cứu về tự
động hóa.
Ngày nay, tế bào pin lithium-ion (Li-on) với khả năng tích điện gấp 2
lần so với pin Ni-ken - Cát-mi, đang được sử dụng rộng rãi trong hầu
hết các mẫu laptop, thiết bị điện tử cầm tay, điện thoại di động. Pin
lithium-ion có thể trữ một lượng điện lớn, nhưng vật liệu và các chất
hóa học sử dụng cho chế tạo pin lại khá đắt tiền. Thành công của pin
lithium-ion còn nhờ
vào những chip điều khiển đính kèm có khả năng
điều khiển quá trình "xả" điện và tránh được việc nạp "quá tải".

Trong khi đó, pin Lithium-polymer (Li-poly) lại được sử dụng cho các
mẫu điện thoại di động, thiết bị cầm tay và laptop cao cấp. Loại này
không chỉ nhẹ mà còn có thể dát mỏng, với khả năng tích điện xấp xỉ
pin lithium-ion.

NEC đang nghiên cứu phát triển loạ
i tế bào nhiên liệu sử dụng cho các
thiết bị di động.
Khả năng trữ điện của các loại pin còn hạn chế, nhưng với sự ra đời
công nghệ tế bào nhiên liệu tiên tiến, những chiếc laptop có thể hoạt
động vài ngày chỉ với một lần nạp đầy. Loại pin thế hệ tiếp theo sử
dụng các chất hóa học như methanol chứa trong các ngăn nhỏ, khác
bi
ệt với các nguồn cung cấp điện thông thường. Giống như một nhà
máy hóa chất nhỏ, rất nhiều loại tế bào nhiên liệu khác nhau đang
được sử dụng trong tàu vũ trụ, thử nghiệm các loại thân thiện với môi
trường và các nhà máy điện cỡ nhỏ. NEC đang nghiên cứu phát triển
một loại tế bào nhiên liệu sử dụng cho các thiết bị di động với thời
lượng pin lên đế
n 40 giờ.

Tế bào nhiên liệu làm việc trên nguyên lý ngược của dung dịch điện
phân các tế bào nhiên liệu kích thích phản ứng giữa Hydro và Oxy
tạo ra điện năng, ông Yoshimi Kubo, người trực tiếp quản lý và giám
sát dự án chế tạo tế bào nhiên liệu laptop của NEC cho biết.

Methanol hay methyl alcohol là nhiên liệu được NEC lựa chọn. Ông
Kubo và nhóm nghiên cứu đã tạo ra mẫu laptop sử dụng tế bào nhiên
liệu có thể hoạt động trong 5 giờ với khoảng 0,5 lít nhiên li
ệu (cô
đặc10%). Khi hết, người dùng sẽ phải đổ thêm nhiên liệu vào ngăn
chứa và tế bào lại sẵn sàng "sản sinh" điện năng. Như vậy thay vì các
bộ pin dự trữ, người sử dụng sẽ mang theo một chai methanol trong
các chuyến đi dài, nhưng phải rất cẩn thận vì methanol rất độc hại.

Hiện tại, vấn đề khó khăn nhất là việc "đóng gói" tế bào nhiên liệu. Vị
trí lắp pin thông thường trên laptop không phù hợp với những tế bào
dạng này. Sẽ cần có những bước cải tiến tiếp theo để laptop có thể sử
dụng được tế bào nhiên liệu, và kích thước cũng sẽ là một trở ngại lớn.

Cũng theo ông Kubo, NEC đang giải quyết vấn đề này trên 3 hướng:
tăng độ đậm đặc của methanol, sử dụng vi xử lý tiết kiệm điện hơn và
các ngăn chứa lớn hơn.

Hitachi hướng việc sử dụng tế bào nhiên liệu đến các thiết bị nhỏ hơn.
Một tên tuổi khác của Nhật trong nghành điện tử, Hitachi lại hướng
việc sử dụng tế bào nhiên liệu đến các thiết bị nhỏ hơn. Cùng hợp tác
với hãng sản xuất đầu lọc thuốc lá sản xuất các thiết bị cầm tay dùng
tế bào nhiên liệu. Có kích thước tương đương pin AA truyề
n thống, tế
bào nhiên liệu này chứa 57 gram dung dịch methanol 20% dùng cho
máy tính xách tay, có thể hoạt động từ 6 đến 8 giờ. Một vài mẫu sản
phẩm đã được giới thiệu đến công chúng, một trong số đó là thiết bị
định vị MTI Micro GPS hoạt động được trong 60 giờ. Bộ nạp điện cho tế

bào nhiên liệu đang được Lilliputian nghiên cứu và sản xuất sẽ sớm có
mặt trên thị trường vào năm 2010.

Đây hứa hẹn là nghành sẽ phát triển mạnh trong thập kỷ tới, nhà phân

tích thị trường Daniel Benjamin của Allied Business Intelligence có trụ
sở tại Oyster Bay, New York (Mỹ) nhận định. Theo ông, tế bào nhiên
liệu là một nguồn năng lượng sạch, nhưng cần phải giải quyết được rào

cản về chi phí và kỹ thuật. Daniel Benjamin cũng dự đoán, đến năm

2011, sẽ có 200 triệu tế bào nhiên liệu với đủ kích cỡ và công suất
khác nhau được bán ra, sử dụng cho các máy MP3 và laptop.

Đến lúc đó, chúng ta có thể nói lời "chia tay" với các loại pin hiện tại.
Song vấn đề là sự tương thích với các thiết bị điện tử, và loại nhiên liệu

được sử dụng.

Thời lượng hoạt động của pin có thể ước tính với mỗi chiếc laptop bạn
mua.
Thời lượng hoạt động của pin có thể ước tính với mỗi chiếc laptop mà
bạn chọn mua. Vi xử lý thường "ngốn" đến 50% lượng điện năng máy
tiêu thụ. Những cải tiền gần đây về mặt công nghệ chế tạo chip đã cải
thiện tương đối mặt hạn chế này. Nền tảng vi xử lý như Intel Core 2
Duo và Centrino 2 giúp kéo dài thời lượng hoạt động của hệ thống.

Dưới đây là những mẫu vi xử lý tiết kiệm điện năng nên lựa chọn.

Intel Core 2 Duo tiết kiệm điện tối đa. Với lõi kép và khả năng xử lý
phân luồng, Intel Core 2 Duo cân bằng giữa việc tiêu thụ điện và thực
thi các
ứng dụng, kéo dài tối đa thời lượng hoạt động của pin. Laptop
dùng vi xử lý Core 2 Duo xung nhịp 2,53 GHz có thể nâng thời lượng
pin lên 4 giờ.

Intel Core Solo cũng giống như Intel Core 2 Duo, nhưng là vi xử lý lõi
đơn. Vì vậy, khả năng thực thi công việc hạn chế hơn nhưng lại tiêu
thụ ít năng lượng hơn, 5,5 - 27 Watt so với mức 15 - 31 Watt của Core

Duo. Vi xử lý Core Solo có xung nhịp tối đa 1,83 GHz.

Intel Atom với xung nhịp tối đa 1,66 GHz và bộ nhớ đệm L2 "khiêm
tốn" 512 KB. Intel Atom đã "đánh đổi" khả năng thực thi lấy kích thước

nhỏ hơn và tiết kiệm điện hơn, tiêu thụ từ 2,5 - 8 Watt, được sử dụng
chủ yếu cho netbook. Asus Eee PC 1000He là ví dụ điển hình. Với thời
lượng pin rất ấn tượng lên tới 11 giờ hoạt động với chỉ một lần nạp
đầy.

AMD Turion 64 X2 Ultra là đối thủ cạnh tranh chính của Intel Core 2
Duo. AMD Turion 64 X2 Ultra lõi kép tăng khả năng xử lý đa nhiệm.
Trang bị công nghệ tiết kiệm n
ăng lượng PowerNow mà AMD "quảng
cáo" có thể ‘nới dài" thời lượng sử dụng của hệ thống thêm 65%. Xung

nhịp tối đa 2,4 GHz. Tiêu tụ nhiều điện năng hơn một chút so với đối
thủ Core 2 Duo, khoảng 32 - 35 Watt.

AMD Turion 64 là phiên bản "rút gọn" của Turion 64 X2 với đầy đủ tính

năng, nhưng cũng giống như Intel Core Solo, AMD Turion 64 là vi xử lý

lõi đơn tiêu thụ 25 - 35 Watt và xung nhịp lên tới 2,4 GHz.
