ការប៉ាន់ស្មានលឿន និងថ្មលីទីយ៉ូម៖ អ្វីដែលអ្នកប្រើ iPhone ត្រូវដឹង

របៀបដែល Apple ថ្មលីចុំសម្រាប់ iPhone ត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់សុវត្ថិភាព—មិនមែនសម្រាប់ល្បឿនទេ

គីមីវិទ្យាលីទីយ៉ូម-កូបាលត៍អុកស៊ីត និងការប៉ះទង្គិលរបស់វាក្នុងផ្នែកដង់ស៊ីតថាមពល, ស្ថេរភាពវ៉ុល, និងភាពរសើបចំពោះកំដៅ

ថ្មរបស់ iPhone របស់ Apple ប្រើគីមីវិទ្យាលីទីយ៉ូម-កូបាលត៍អុកស៊ីត (LiCoO₂) — ជាការជ្រើសរើសដែលគេធ្វើឡើងដោយចេតនា ដើម្បីផ្តល់អាទិភាពដល់សុវត្ថិភាព និងស្ថេរភាព ជាជាងល្បឿនសាកថ្មដុំ។ សារធាតុកាតូដនេះផ្តល់ពីរេណេរ្គីដង់ស៊ីខ្ពស់ (១៥០–១៨០ វ៉ាត់-ម៉ោង/គីឡូក្រាម) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដែលស្តើង និងមានឥទ្ធិពលខ្លាំង ដែលអ្នកប្រើប្រាស់រំពឹងទុក។ ទោះយ៉ាងណា LiCoO₂ មានដែនកំណត់ដែលបានឯកសារយ៉ាងច្បាស់៖ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាដែលមានស្រទាប់ស្រទាប់ក្លាយទៅជាមិនស្ថេរទាំងផ្នែកសីតុណ្ហភាព និងផ្នែកអេឡិកត្រូគីមី នៅពេលលើសពី ៤,២ វ៉ុល ឬ ៤៥°C។ ក្រោមស្ថានភាពតានតឹង វាអាចបំបែកអុកស៊ីសែន ដែលប៉ះពាល់ដល់ការថយចុះសមត្ថភាព — ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ការថយចុះនេះអាចឆាប់ជាង ២៥% បើធៀបទៅនឹងជំនួយដែលមាននីកែលច្រើន (Journal of Power Sources, ២០២៣)។

ដើម្បីប្រឆាំងនឹងហានិភ័យទាំងនេះ Apple បានបញ្ចូលសុវត្ថិភាពបើកបរបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបីបី......

• ការដាក់ដែនកំណត់វ៉ុល : សូហ្វវែរ ដាក់ដែនកំណត់វ៉ុលអតិបរមានៃកោសិកាថ្មទៅ ៤,១៥ វ៉ុល — ទោះបីជាបានភ្ជាប់ទៅនឹងអេឌីសាកថ្ម USB-PD ដែលអាចផ្តល់វ៉ុលបានដល់ ២០ វ៉ុលក៏ដោយ
• អាណ៉ូដដែលបានប៉ះពាល់ដោយធាតុទីតានីញ៉ូម : កាត់បន្ថយបរិមាណកូបាលត៍ប្រហែល ១៥% ដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធកាន់តែរឹងមាំ និងបន្ថយផ្លូវនៃការផ្ទះផ្លាត់ក្តៅ
• សេប៉ារ៉េទ័រដែលបានគ្របដោយសេរាមិកច្រើនស្រទាប់ របាំងប៉ូលីអេទីលីនដែលមានការពង្រឹងដោយសេរាមិក ដែលបិទការហូរអ៊ីយ៉ុនដោយអចិន្ត្រៃយ៍នៅសីតុណ្ហភាព ១៣០°C

វិធានការទាំងនេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីគោលការណ៍វិស្វកម្មមូលដ្ឋានមួយ៖ Apple ផ្លាស់ប្តូរសមត្ថភាពបញ្ជូនថាមពលកំពូលជាមួយសុវត្ថិភាពអេឡិចត្រូគីមីដែលមានស្រាប់—ដែលធ្វើឱ្យ LiCoO₂ មិនមែនជាការប៉ះទង្គិច ប៉ុន្តែជាការជ្រើសរើសដែលបានគណនាយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន។

ការកំណត់ដែលបណ្តាលមកពីផ្នែករឹង និងផ្នែករាវ៖ ហេតុអ្វីបានជា សមត្ថភាពស៊ីនគ្រីន USB-PD មិនស្មើនឹងសមត្ថភាពសាកថ្មលឿនពេញលេញ?

ទោះបីជាអេក្រង់ iPhone គាំទ្រស្តង់ដារ USB Power Delivery (USB-PD) ក៏ដោយ ក៏វាមិនប្រើប្រាស់សមត្ថភាព ៣០W+ របស់វាទាំងស្រុងនោះដែរ។ នេះគឺដោយសារតែ ឯក្សារគ្រប់គ្រងថ្ម (BMU) របស់ Apple បានអនុវត្តការកំណត់ដែលបានកំណត់ដោយផ្នែករាវ ដែលមានសារៈសំខាន់ និងប្រតិបត្តិការជាក់ស្តែង—មិនមែនគ្រាន់តែការកំណត់ដែលបណ្តាលមកពីផ្នែករឹងតែប៉ុណ្ណោះ—ដើម្បីការពារសុខភាពថ្ម។ BMU កំណត់ឥរិយាបថសាកថ្មឱ្យបានត្រឹមត្រូវតាមសីតុណ្ហភាព ចំនួនដងសាក និងគម្រោងការប្រើប្រាស់។

ស្ថាបត្យកម្មនេះធានាបាននូវសាក្សីភាពជាមួយគ្រឿងបរិក្ខារ USB-C របស់ភាគីទីបី ខណៈពេលដែលការពារលក្ខខណ្ឌដែលមិនសុវត្ថិភាពក្នុងការដំណើរការ។ ឧទាហរណ៍ ប្លុកគ្រប់គ្រងថ្ម (BMU) បន្ថយចរន្តសាកថ្ម ៤០% នៅពេលសីតុណ្ហភាពបរិស្ថានលើសពី ៣២°C ឬបន្ទាប់ពីបានប៉ះពាល់ពេញលេញ ៥០០ ដង ដើម្បីរក្សាបរិមាណសាកទុកយូរអង្វែង។ សង្ខេបមកគឺ ការគាំទ្រ USB-PD ធានាបាននូវសាក្សីភាព មិនមែនការផ្តល់ថាមពលអតិបរមាទេ។

ថ្លៃពិតប្រាកដនៃការសាកថ្មលឿន៖ សារធាតុក្តៅ និងការធ្លាក់ចុះគុណភាពថ្មលីទីយ៉ូមយ៉ាងឆាប់រហ័ស

ការបង្កើតសារធាតុដូចជាដេនឌ្រីត (dendrite) ការកើនឡើងនៃស្រទាប់ SEI និងការថយចុះបរិមាណសាកទុកក្រោមការបញ្ចូលថាមពលខ្ពស់ជាប្រចាំ

ការសាកថ្មលឿនបង្កើតជាបន្ទុកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើកោសិកាលីទីយ៉ូម-អ៊ីយ៉ុន ទាំងផ្នែកគីណេទិក និងផ្នែកសំពាធកំដៅ។ នៅពេលដែលចរន្តខ្ពស់បង្ខំឱ្យមានការធ្វើចលនាលឿននៃអ៊ីយ៉ុនលីទីយ៉ុម ការប៉ះគ្នាមិនស្មើគ្នាអាចកើតឡើងនៅលើផ្ទៃអាណ៉ូដ ដែលនាំឱ្យមានការរីកលូតលាស់នៃដែនឌ្រីត (dendrite)។ សារធាតុមេតាល៊ីកមូលេគុលទាំងនេះអាចធ្វើឱ្យរញ្ជួយ ឬរុះរាយនូវស្រទាប់ប៉ះគ្នា (separator) ហើយបណ្តាលឱ្យមានការប៉ះគ្នាខាងក្នុង (internal shorts) និងការរីករាយនៃកំដៅ (thermal runaway)។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ កំដៅដែលកើនឡើងក៏ប៉ះពាល់ដល់ការបែកបាក់នៃអេឡិចត្រូលាយ (electrolyte) និងការកើនឡើងនៃស្រទាប់អ៊ីនធឺរផេស (SEI) ដែលមានសារធាតុរឹង។ ទោះបីជាស្រទាប់ SEI មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ស្ថេរភាពដំបូងក៏ដោយ ការរីកលូតលាស់ហួសប្រមាណរបស់វាធ្វើឱ្យបាត់បង់អ៊ីយ៉ុនលីទីយ៉ុមសកម្ម និងបង្កើនការតបតាមខាងក្នុង ដែលទាំងពីរនេះជាកត្តាដែលបណ្តាលឱ្យមានការបាត់បង់សមត្ថភាពដែលមិនអាចត្រឡប់បានវិញ។ ទិន្នន័យប្រតិបត្តិការបង្ហាញថា ឧបករណ៍ដែលបានសាកថ្មលឿនជាប្រចាំ បង្ហាញពីការថយចុះនៃសមត្ថភាពរហូតដល់ ១៥% បន្ទាប់ពី ៣០០ ដងនៃការសាកថ្ម ប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ដែលសាកថ្មតាមអត្រាស្តង់ដារ។

ផលប៉ះពាល់ប្រតិបត្តិការ៖ កំដៅ >៤០°C ក្នុងអំឡុងពេលសាកថ្ម បន្ថយអាយុកាលនៃចក្រវាឡ (cycle life) រហូតដល់ ៣៥% (ទិន្នន័យផ្ទៃក្នុងរបស់ Apple ឆ្នាំ ២០២៣)

ការសិក្សាអំពីអាយុកាលនៃថ្មខាងក្នុងរបស់ Apple ឆ្នាំ២០២៣ បានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់ថា ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពគឺជាកត្តាដែលមានឥទ្ធិពលខ្លាំងបំផុតមួយក្នុងការរក្សាអាយុកាលថ្មរបស់ iPhone។ នៅពេលដែលការសាកថ្មកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង ៤០°C អាយុកាលវដ្ត (cycle life) ធ្លាក់ចុះ ២៥–៣៥% ធៀបនឹងលក្ខខណ្ឌល្អបំផុត (២០–៣០°C)។ ការធ្លាក់ចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សនេះកើតឡើងដោយសារមេកានិកពីរយ៉ាងដែលកើតឡើងក្នុងពេលតែមួយ៖ ថាមពលសីតុណ្ហភាពធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធប្រអប់កាតូដ LiCoO₂ មានស្ថេរភាពទាប ដែលជំរុញឱ្យមានការបាត់បង់អុកស៊ីសែន និងការរលាយរបស់ធាតុផ្ទះល្អ (transition-metal)៖ និងវាប៉ះពាល់ឱ្យមានការឆ្លើយតបបន្ទាប់បន្សំ (parasitic side reactions) ក្នុងអេឡិចត្រូលាយ (electrolyte) យ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់សារធាតុលីទ្យូម (lithium inventory) និងធ្វើឱ្យស្រទាប់ SEI កាន់តែក្រាស់។

សារសំខាន់ដែលគួរយកមកគិតគឺច្បាស់លាស់ណាស់៖ កត្តាក្តៅ (ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព) — មិនមែនវ៉ុលិត (voltage) ឬបច្ចុប្បន្ន (current) តែប៉ែណោះ — គឺជាកត្តាដែលជំរុញការចាស់ទុំនៃថ្មជាប់គ្នាបំផុត។ ហេតុផលនៃការសាកថ្មដែលមានការយកចិត្តទុកដាក់លើសីតុណ្ហភាពរបស់ Apple បានឆ្លុះបញ្ចាំងពីការយល់ដឹងនេះនៅគ្រប់កម្រិតនៃការរចនា។

យុទ្ធសាស្ត្រដែលបានបញ្ជាក់ថាមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការរក្សាថ្មលីទ្យូមសម្រាប់អាយុកាលយូរនៃ iPhone

ការប្រើប្រាស់ប្រអប់សាកថ្មឱ្យបានប្រសើរ (២០–៨០%) និងការប្រើប្រាស់មុខងារសាកថ្មប៉ះពាល់តាមបរិស្ថាន (adaptive charging) របស់ iOS ឱ្យបានមានប្រសិទ្ធភាព

ការរក្សាកម្រិតថាមពលនៅលើ iPhone របស់អ្នកឱ្យស្ថិតនៅចន្លោះ ២០% និង ៨០% ជាការកាត់បន្ថយភាពតានតឹងដែលទាក់ទងនឹងវ៉ុលតេស៍លើកាតូដ LiCoO₂ និងធ្វើឱ្យការរីករាយនៃស្រទាប់ SEI យឺតចុះ។ យុទ្ធសាស្ត្រ «ស្ថានភាពប៉ាក់ប៉ែកផ្នែកមួយ» នេះបន្លាយអាយុកាលប្រើប្រាស់បាននៃវដ្ត (cycle life) ដោយគ្មានការបាត់បង់ភាពងាយស្រួលក្នុងការប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃទេ។ មុខងារ «ការសាកថាមពលដែលបានប៉ះប៉ូវ» របស់ Apple បានផ្អែកលើគោលការណ៍នេះ៖ ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាម៉ាស៊ីនរៀននៅលើឧបករណ៍ វាប៉ាន់ស្មានទម្លាប់របស់អ្នក ហើយឈប់សាកថាមពលនៅ ៨០% រហ until ពេលដែលអ្នកជាទូទៅដកកាប់ចេញ ដែលជាការកាត់បន្ថយពេលវេលាដែលឧបករណ៍ស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពវ៉ុលតេស៍ខ្ពស់។ សូមបើកប្រើមុខងារនេះតាមរយៈ Settings > Battery > Battery Health & Charging។ ជៀសវាងការទុក iPhone របស់អ្នកតភ្ជាប់ជាមួយប្រភពថាមពលពេលយប់ នៅពេលដែលថាមពលបានប៉ាក់ប៉ែកពេញ ១០០% ព្រោះការសាកថាមពលបន្តិចៗ (trickle charge) ដែលកើតឡើងបន្ទាប់ពីនោះមិនផ្តល់ប្រយោជន៍អ្វីទេ ហើយបន្ថែមទៅលើការតានតឹងអេឡិកត្រូគីមីដែលកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់។

ពេលណាដែលគួរជៀសវាងការសាកថាមពលលឿន៖ សីតុណ្ហភាពបរិស្ថានខ្ពស់ ការប្រើប្រាស់ពេលយប់ និងថ្មដែលចាស់ (លើសពី ២ ឆ្នាំ)

ការសាកថ្មលឿនគួរតែរក្សាទុកសម្រាប់ស្ថានភាពដែលល្បឿនគឺជាកត្តាសំខាន់ប៉ុណ្ណោះ—ហើយតែនៅពេលដែលលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពមានសារប្រយោជន៍។ សីតុណ្ហភាពបរិស្ថានលើសពី ៣៥°C ធ្វើឱ្យការផលិតកំដៅកាន់តែខ្លាំងឡើង ហើយប៉ះពាល់ដល់ថ្មឱ្យចូលទៅក្នុងតំបន់គ្រោះថ្នាក់ ដែលបណ្តាលឱ្យថ្មខូចឆាប់។ ការសាកថ្មរាល់យប់ ទោះបីជាមានមុខងារសម្របសម្រួល (adaptive features) បើកក៏ដោយ ក៏នៅតែបន្តប៉ះពាល់ដល់ថ្មជាមួយវ៉ុល្ដេស៍ខ្ពស់ និងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព ដែលអាចបណ្តាលឱ្យថ្មខូច។ ចំពោះ iPhone ដែលមានអាយុច្រើនជាងពីរឆ្នាំ ការកើនឡើងធម្មជាតិនៃភាពធន់ផ្ទៃក្នុង (internal resistance) បណ្តាលឱ្យការសាកថ្មលឿនបង្ខំថាមពលចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលមានស្ថេរភាពទាបជាងមុន ដែលបង្កើនហានិភ័យនៃការបរាជ័យ និងធ្វើឱ្យសមត្ថភាពថ្មថយចុះលឿនជាងមុន។

ក្នុងករណីទាំងនេះ សូមប្តូរទៅប្រើអេឌាប់ទ័រសាកថ្ម USB-A ស្តង់ដារ ៥W ឬ ១២W ជ взិញ។ អ្នកនឹងទទួលបានប្រយោជន៍យ៉ាងច្បាស់លាស់ចំពោះអាយុកាលថ្ម—ជាទូទៅអាចបន្តអាយុកាលថ្មប្រើបានបាន ១២–១៨ ខែ ដោយគ្មានផលប៉ះពាល់ច្រើនដល់ភាពងាយស្រួល។ ច្បាប់នេះនៅតែស្ថិតនៅដដែលៗ៖ សាកថ្មលឿនតែនៅពេលចាំបាច់ តែនៅពេលដែលថ្មត្រជាក់ និងតែនៅពេលដែលថ្មនៅតែមានស្ថេរភាពល្អ។

សំណួរដែលត្រូវបានសួរប្រចាំ

ហេតុអ្វីបានជា Apple ផ្តល់អាទិភាពដល់សុវត្ថិភាពថ្មជាជាងការសាកថ្មលឿន?
Apple ប្រើគីមីវិទ្យាលីទីយ៉ូម កូបាលត៍អុកស៊ីត (LiCoO₂) សម្រាប់សុវត្ថិភាព និងស្ថេរភាព ព្រោះវាបន្ថយហានិភ័យដូចជា ការខូចខាតដោយសារវ៉ុលតេស៊ីខ្ពស់ពេក និងការរាលាប់ក្តៅ។ ការរចនានេះធ្វើឱ្យអាយុកាល និងភាពធន់នៃថ្មប្រសើរឡើង។

សុវត្ថិភាពសំខាន់ៗដែល Apple ប្រើក្នុងថ្ម iPhone គឺអ្វីខ្លះ?
Apple ប្រើប្រាស់ការកំណត់វ៉ុលតេស៊ី អាណូដដែលបានផ្សារចូលទីតានីញ៉ូម និងសំបកបែងដែលបានគ្របដណ្តប់ដោយសេរាមិកច្រើនស្រទាប់ ដើម្បីធានាសុវត្ថិភាព និងការពារការក្តៅហួល ទោះបីជាក្នុងការប្រើប្រាស់ដែលទាមទារខ្ពស់ក៏ដោយ។

ហេតុអ្វីបានជា iPhone របស់ខ្ញុំមិនប្រើប្រាស់សศក្តាប៉ាន់ស្មើនៃការសាកថ្មលឿនពេញលេញរបស់អេឌីស៊ី USB-PD?
ឯក្សារគ្រប់គ្រងថ្ម (Battery Management Unit) គ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសាកថ្មដោយស្វ័យប្រវ័ត្តិសម្រាប់សុវត្ថិភាព។ វាធ្វើអាទិភាពការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព និងសុខភាពថ្ម ជាជាងការផ្តល់សក្តានុពលអតិបរមា 30W របស់ USB-PD។

ការសាកថ្មលឿនប៉ះពាល់ដល់អាយុកាលថ្មយ៉ាងដូចម្តេច?
ការសាកថ្មលឿនបង្កឱ្យកើតកំដៅ និងបង្កឱ្យថ្មមានសម្ពាធ ដែលនាំឱ្យសមត្ថភាពថ្មថយចុះ និងប៉ះពាល់ដល់សុខភាពថ្មយ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាពិសេសនៅពេលសីតុណ្ហភាពលើសពី 40°C។

ជួរសាកថ្មណាដែលគេណែនាំឱ្យប្រើ ដើម្បីរក្សាសុខភាពថ្មឱ្យបានល្អបំផុត?
ការរក្សាកម្រិតប្រាក់ប៉ាត់របស់ថ្មនៅចន្លោះ ២០% និង ៨០% ជួយកាត់បន្ថយសម្ពាធ​លើអេឡិចត្រូដវិជ្ជមាន និងបន្លាយអាយុកាល។ ប្រើលក្ខណៈ «ការផ្ទុកថ្មបានប៉ះប៉ូវ» របស់ Apple ដើម្បីគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវ័ត្ត។

ខ្ញុំគួរជៀសវាងការផ្ទុកលឿននៅពេលណា?
គួរជៀសវាងការផ្ទុកលឿននៅពេលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការផ្ទុករាល់យប់ ឬនៅពេលប្រើថ្មចាស់ៗ ព្រោះលក្ខខណ្ឌទាំងនេះបណ្តាលឱ្យថ្មខូចលឿន ហើយធ្វើឱ្យសមត្ថភាពប្រើប្រាស់យូរអង្វែងធ្លាក់ចុះ។