Gói Cell JBL Li-Polymer So Với Các Phương Án Thay Thế

Tại Sao JBL Sử Dụng Li-Polymer: Mật Độ Năng Lượng, Hình Dạng Và Tự Do Thiết Kế

Mật Độ Năng Lượng Thể Tích Vượt Trội Trong Dạng Pouch Cho Loa Di Động Nhỏ Gọn

Các gói pin lithium polymer chứa nhiều năng lượng hơn từ 30 đến 50 phần trăm trên mỗi đơn vị thể tích so với các tế bào lithium-ion hình trụ tiêu chuẩn, điều này có nghĩa là các nhà sản xuất có thể tạo ra các loa mỏng và nhẹ hơn mà không làm giảm thời gian sử dụng giữa các lần sạc. Những viên pin này có dạng túi linh hoạt thay vì vỏ kim loại cứng, do đó các nhà thiết kế có nhiều tự do hơn trong việc định hình chúng theo bất kỳ hình dạng nào phù hợp với thiết bị đang phát triển. Khi nói đến các sản phẩm như loa di động hoặc tai nghe nhét tai, các công ty cho biết họ có thể làm sản phẩm mỏng hơn khoảng 40% tổng thể nhưng vẫn duy trì được thời lượng pin hợp lý. Điều làm nên sự đặc biệt của những viên pin này chính là hệ thống chất điện phân dạng gel. Chất này không bị rò rỉ như các công nghệ cũ, đồng thời cho phép kỹ sư uốn cong và xếp lớp các tế bào theo những cách cải thiện chất lượng âm thanh cũng như độ thoải mái khi người dùng cầm hoặc đeo sản phẩm.

Mức trọng lượng nhẹ Tế bào JBL Li-Polymer Tích hợp gói pin: Các chỉ số thực tế về tỷ lệ trọng lượng trên dung lượng

JBL đạt được những con số ấn tượng về tỷ lệ công suất trên trọng lượng nhờ vào bản chất nhẹ của các pin polymer lithium. Ví dụ, một bộ pin tiêu chuẩn 20 watt giờ Li-Polymer chỉ nặng khoảng 120 gram, làm cho nó nhẹ hơn khoảng 25 phần trăm so với các bộ pin lithium ion thông thường. Tại sao lại như vậy? Bởi họ đã loại bỏ toàn bộ các vỏ kim loại nặng và thay vào đó sử dụng các lớp laminate mỏng, chắc chắn vẫn đảm bảo độ bền mặc dù nhẹ hơn nhiều. Và còn một lợi ích khác nữa: hình dạng túi dẹt giúp phân tán nhiệt tốt hơn trên toàn thân loa. Điều này có nghĩa là ít gặp vấn đề quá nhiệt hơn, ngay cả khi không gian bên trong các thiết kế loa hiện đại trở nên chật hẹp.

Tuổi thọ chu kỳ và độ tin cậy dài hạn của cụm pin Li-Polymer JBL

Tuổi thọ thực tế 300–500 chu kỳ trong điều kiện sử dụng âm thanh điển hình (so với pin Li-ion NMC)

Các gói pin JBL Li-Polymer thường kéo dài khoảng 300 đến 500 chu kỳ sạc khi sử dụng bình thường, có nghĩa là sạc khoảng vài ngày một lần trong khi cắm trại hoặc du lịch. So với các pin lithium-ion Nickel Mangan Cobalt (NMC) có thể đạt từ 500 đến 1000 chu kỳ trước khi bắt đầu suy giảm rõ rệt, các tế bào Li-Polymer này tập trung nhiều hơn vào việc mỏng và an toàn thay vì tối đa hóa số lần sạc. Hầu hết người dùng sẽ sử dụng được từ 1,5 đến 3 năm tốt với chúng. Để làm tăng tuổi thọ cho các viên pin này, nên tránh xả kiệt hoàn toàn, duy trì việc sạc định kỳ nhưng không quá thường xuyên, và cố gắng sử dụng chúng trong môi trường có nhiệt độ dao động giữa 20 và 25 độ Celsius.

Những Khoảng Trống Về Quản Lý Nhiệt Và Tác Động Của Chúng Đến Sự Suy Giảm Trên Các Thiết Bị Âm Thanh Tiêu Dùng

Việc quản lý nhiệt độ vẫn tiếp tục là một vấn đề lớn đối với các pin Li-Polymer được sử dụng trong các thiết bị âm thanh nhỏ. Khi không có hệ thống làm mát chủ động, việc phát nhạc ở âm lượng lớn trong thời gian dài có thể khiến nhiệt độ pin tăng lên trên 45 độ Celsius. Nhiệt độ cao này khiến pin bị mất khoảng 30% dung lượng nhiều hơn so với mức bình thường ở nhiệt độ tối ưu khoảng 25 độ. Theo thời gian, quá trình nóng lên và nguội đi liên tục này tạo ra những sợi dendrite nhỏ bên trong pin, từ từ ăn mòn vật liệu cực âm. Điều này giải thích vì sao những viên pin này có số chu kỳ sạc ít hơn trong thực tế so với các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm được kiểm soát. Để khắc phục vấn đề này, các nhà sản xuất thường áp dụng một số phương pháp. Một số thiết bị sử dụng vỏ nhôm giúp tản nhiệt tốt hơn. Các thiết bị khác triển khai các tính năng phần mềm nhằm giảm tiêu thụ năng lượng khi thiết bị đã hoạt động trong một thời gian dài. Ngoài ra, cũng có các cảm biến nhiệt độ được tích hợp ngay trong chính viên pin, tự động điều chỉnh lượng điện năng cung cấp dựa trên điều kiện hiện tại.

An toàn và Hành vi Nhiệt: JBL Li-Polymer so với các lựa chọn thay thế Li-ion và LiHV

Giảm nguy cơ phồng và rò rỉ trong thiết kế pin túi Li-Polymer kín của JBL

Các pin túi Li-Polymer kín của JBL có hệ thống chất điện phân dạng gel này thay vì những dung môi lỏng lỗi thời mà chúng ta từng thấy trước đây. Điều này thực sự khiến chúng ít có khả năng bị rò rỉ hơn khi bị rơi, bị nghiền nát hoặc tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ. Vỏ bọc được làm từ vật liệu laminate linh hoạt, cũng xử lý tốt hơn hiện tượng tích tụ khí so với các vỏ kim loại cứng nhắc kia. Điều đó có nghĩa là ít gặp vấn đề hơn về pin bị phồng lên theo thời gian. Nhìn vào các bài kiểm tra an toàn pin khác nhau, những pin polymer này dường như bị hỏng ít hơn khoảng 40 phần trăm khi trải qua các điều kiện khắc nghiệt so với các pin lithium-ion thông thường. Đối với các thiết bị như tai nghe hoặc loa mà người dùng mang theo suốt cả ngày, độ tin cậy như vậy thực sự tạo nên sự khác biệt.

Ngưỡng Cháy Nhiệt: Li-Polymer (130–150°C) so với LiHV (110°C) so với Li-ion Dựa trên Cobalt

Độ ổn định nhiệt là nền tảng cho hoạt động âm thanh công suất cao an toàn. Hóa chất Li-Polymer của JBL bắt đầu hiện tượng cháy nhiệt ở mức 130–150°C, mang lại biên độ an toàn rộng hơn so với pin LiHV (~110°C) và các tế bào lithium-ion dựa trên cobalt (90–120°C).

Khả năng chịu nhiệt độ cao hơn có nghĩa là loa JBL có thể hoạt động ở mức âm lượng lớn mà không cần đến những hệ thống làm mát cồng kềnh thường thấy trên các thương hiệu khác. Nhưng hãy thành thật mà nói, nếu các thiết bị này bị nóng quá lâu, ví dụ trên 60 độ C, chúng sẽ bắt đầu xuống cấp nhanh hơn so với dự kiến. Đó là lý do vì sao quản lý pin thông minh thực sự quan trọng ở đây. Nhân tiện đề cập, chất điện phân dạng gel thực tế chịu lửa tốt hơn so với các loại chất lỏng truyền thống. Điều này cũng không phải bịa ra — một số thử nghiệm gần đây từ nhóm nghiên cứu tại Large Battery trong báo cáo so sánh pin LiPo và Li-ion đã xác nhận lại khẳng định này. Cũng dễ hiểu khi nghĩ về lượng nhiệt mà pin tạo ra trong quá trình hoạt động.

Hiệu suất Cung cấp Năng lượng cho Ứng dụng Âm thanh Có Nhu cầu Cao

Các cụm pin JBL Li-Polymer thực sự nổi bật khi mang đến âm thanh chất lượng cao từ loa di động. Chúng cung cấp nguồn điện ổn định với trở kháng thấp, tạo nên sự khác biệt rõ rệt ở dải bass sâu và chi tiết âm nhạc rõ ràng. Những tế bào dạng túi này có điện trở trong khoảng hoặc dưới 25 miliohm, do đó chúng có thể xử lý các xung dòng điện đột ngột từ 15 đến 30 ampe mà không làm giảm đáng kể điện áp trong những khoảnh khắc âm nhạc mạnh mẽ. Đó là lý do vì sao các nhà sản xuất ngày nay rất ưa chuộng việc sử dụng chúng cùng với các bộ khuếch đại Class D. Những bộ khuếch đại này đang trở thành tiêu chuẩn trong thiết bị âm thanh di động cao cấp nhờ hiệu suất vận hành ấn tượng từ 85 đến 95 phần trăm. Khi được cung cấp năng lượng bởi các loại pin này, các bộ khuếch đại Class D duy trì tín hiệu sạch và không bị méo tiếng, ngay cả khi phải hoạt động mạnh để kéo các loa công suất lớn.

Vấn đề phát sinh khi những viên pin này hoạt động nóng trong thời gian dài ở mức công suất tối đa. Pin Li-Polymer có thể xử lý các xung ngắn với tốc độ xả khoảng 20C, nhưng việc duy trì chúng dưới tải liên tục trên 10C trong những vỏ loa nhỏ gọn đó khiến nhiệt độ bên trong tăng lên đáng kể. Nhiệt độ bên trong có thể tăng cao hơn từ 8 đến 12 độ Celsius so với môi trường bên ngoài. Và nếu các nhà sản xuất không tính toán trước về quản lý nhiệt, tuổi thọ pin sẽ bắt đầu giảm nhanh chóng. Chúng ta đang nói đến việc mất từ 15% đến 20% dung lượng sau mỗi 100 chu kỳ sạc so với điều kiện sử dụng bình thường. Đó là lý do vì sao các công ty như JBL đã bắt đầu tích hợp các tấm thu đồng vào thiết kế và phát triển các lớp phủ đặc biệt cho điện cực. Những giải pháp này giúp giảm lượng nhiệt sinh ra do điện trở mà vẫn giữ cho loa đủ mỏng để cầm nắm thoải mái trong tay hoặc bỏ vừa trong túi. Dù sao thì, chẳng ai muốn một chiếc loa cồng kềnh chỉ vì nó cần hệ thống làm mát tốt hơn.