Làm thế nào để sạc nhanh có thể thực hiện được điều đó nhanh chóng như vậy, đặc biệt là trong những phút đầu tiên của quá trình sạc và chúng ta cần quan tâm đến cách thức hoạt động của nó như thế nào?
Dù tiêu chuẩn của thương hiệu là gì, pin lithium-ion trên smartphone luôn có mức điện áp cụ thể, có khả năng nhận và giải phóng một lượng dòng điện nhất định. Nếu có điện áp và cường độ cao hơn, sẽ có nhiều năng lượng hơn. Công thức vật lý Công suất (W) = Điện áp (Volt) x Cường độ dòng điện (Amperes) là cách thể hiện điều này.
Tuy nhiên, pin có những hạn chế nghiêm ngặt về giới hạn hoạt động, đặc biệt là điện áp, để sạc an toàn cũng như tối ưu hóa tuổi thọ linh kiện và thiết bị. Do đó, sạc nhanh không chỉ đơn giản là áp dụng điện áp và cường độ dòng điện cao để nạp càng nhiều năng lượng càng tốt.
Thay vì vậy, quá trình sạc nhanh được phân thành 2 giai đoạn riêng biệt: giai đoạn dòng điện không đổi và giai đoạn điện áp không đổi. Hình ảnh dưới đây từ Battery University sẽ giúp người dùng hiểu rõ hơn về quá trình sạc nhanh.
Để dễ hiểu: đường màu đỏ tương ứng với điện áp và đường màu xanh tương ứng với cường độ dòng điện. Hãy quan sát sự thay đổi của điện áp trong quá trình sạc, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến khả năng truyền dòng điện vào pin. Đặc biệt, chúng ta quan tâm đến giai đoạn ban đầu, khi dùng dòng điện một chiều vì đây là yếu tố quan trọng để sạc nhanh trong những phút đầu tiên.
Công nghệ sạc nhanh tận dụng pha dòng điện không đổi này để cung cấp dòng điện cao nhất cho pin trước khi pin đạt điện áp tối đa. Do đó, chúng hoạt động hiệu quả hơn khi pin cạn hơn (dưới 50% dung lượng) và ngày càng có tác động nhỏ hơn đến thời gian sạc khi vượt quá 80% dung lượng.
Trên thực tế, việc pin hoạt động ở điện áp không đổi trong khoảng thời gian ngắn ít gây hại nhất cho sức khỏe của pin trong tương lai. Tức là, điện áp không đổi cùng với nhiệt độ cao là nguyên nhân chính làm giảm tuổi thọ của các linh kiện.
Sạc nhanh được tối ưu nhất ở dung lượng dưới 50%.
Từ đây, có nhiều phương pháp khác nhau mà nhà sản xuất có thể áp dụng để nâng cao khả năng quản lý năng lượng cho pin nhằm cải thiện thời gian sạc. Ví dụ, sử dụng các vật liệu tiên tiến hơn để chịu được dòng điện và nhiệt độ cao hơn, sử dụng pin có nhiều nhãn cực dương và cực âm để giảm điện trở trong và do đó làm tăng dòng điện, pin hai cell chia dòng điện thành hai pin song song.
Việc tối ưu hóa thời gian sạc pin cũng bao gồm việc theo dõi điện áp và dòng điện để sửa lỗi các thuật toán. Ngoài việc theo dõi nhiệt độ, dữ liệu này có thể được chuyển đến bộ sạc thông minh để điều chỉnh nguồn điện cho thiết bị.
