Công nghệ pin trên smartphone trong nhiều năm qua vẫn chủ yếu dựa vào lithium-ion, một nền tảng đã tồn tại hàng thập kỷ. Tuy nhiên, theo PhoneArena, các nhà khoa học đang nghiên cứu một hướng đi mới với pin canxi, được kỳ vọng có thể trở thành giải pháp thay thế trong tương lai.
So với lithium, canxi là nguyên tố phổ biến hơn nhiều trong tự nhiên. Điều này giúp giảm chi phí khai thác và hạn chế các vấn đề liên quan đến chuỗi cung ứng.
Ngoài ra, pin canxi cũng được đánh giá có độ an toàn cao hơn do kim loại này ít phản ứng mạnh với môi trường, giảm nguy cơ cháy nổ khi xảy ra hư hỏng.
Về lý thuyết, pin canxi còn có tiềm năng đạt mật độ năng lượng cao hơn so với pin lithium-ion. Một số nghiên cứu cho thấy giới hạn năng lượng của loại pin này có thể vượt qua công nghệ hiện tại, mở ra khả năng kéo dài thời gian sử dụng thiết bị trong tương lai.
Tuy nhiên, những lợi thế này mới chỉ tồn tại trên lý thuyết và trong phòng thí nghiệm. Một trong những thách thức lớn nhất của pin canxi là hiện tượng suy giảm dung lượng theo chu kỳ sạc.
Theo PhoneArena, các vật liệu điện phân hiện tại vẫn chưa đủ ổn định, khiến hiệu suất pin giảm dần sau mỗi lần sử dụng.
Dù vậy, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hong Kong đã đạt được bước tiến đáng chú ý khi phát triển loại điện phân bán rắn, giúp cải thiện khả năng vận chuyển ion và kéo dài tuổi thọ pin.
Thử nghiệm cho thấy pin có thể duy trì khoảng 74% dung lượng sau 1.000 chu kỳ sạc xả, mức tương đương hoặc tốt hơn một số pin lithium-ion hiện nay.
Dẫu có tiến triển, pin canxi vẫn đối mặt với nhiều rào cản khi ứng dụng trên smartphone. Một trong những vấn đề là kích thước ion canxi lớn hơn lithium, khiến quá trình di chuyển trong pin chậm hơn, từ đó ảnh hưởng đến tốc độ sạc.
Bên cạnh đó, hạ tầng sản xuất cho loại pin này gần như chưa tồn tại. Từ khai thác, tinh chế đến dây chuyền sản xuất pin đều cần được xây dựng lại, đòi hỏi thời gian và chi phí lớn. Theo đánh giá, việc thương mại hóa pin canxi có thể mất từ 5 đến 10 năm trong điều kiện thuận lợi.
Một số thử nghiệm ban đầu đã cho thấy pin canxi có thể được sử dụng trên các thiết bị nhỏ như đồng hồ thông minh hoặc thiết bị đeo. Tuy nhiên, để áp dụng trên smartphone, công nghệ này vẫn cần thêm thời gian hoàn thiện.
Nhìn chung, pin canxi được xem là hướng đi tiềm năng trong cuộc đua công nghệ pin, nhưng chưa thể sớm thay thế lithium-ion trong tương lai gần. Trong thời điểm hiện tại, các cải tiến như pin silicon-carbon vẫn là giải pháp thực tế hơn để nâng cao thời lượng sử dụng trên smartphone.
