Bagaimana Cara Kerja Baterai Lithium-ion?

Sebagai pembawa energi listrik dan sumber daya bagi banyak perangkat, kita dapat mengatakan bahwa baterai lithium-ion sangat penting bagi kita. Tanpanya, dunia kita tidak mungkin berfungsi dengan baik. Jadi apa itu baterai lithium-ion? Dan apa yang membuatnya begitu penting?

Apa itu baterai lithium-ion dan bagaimana cara kerjanya?

Baterai lithium-ion adalah baterai yang dapat diisi ulang, yang berarti mereka terutama mengandalkan pergerakan ion lithium antara elektroda positif dan negatif. Selama pengisian dan pengosongan, Li+ diselingi dan dideinterkalasi antara dua elektroda. Saat pengisian, Li + dideinterkalasi dari elektroda positif, dan kemudian disematkan ke elektroda negatif melalui elektrolit, sehingga elektroda negatif dalam keadaan kaya lithium. Saat pemakaian, sebaliknya.

Baterai lithium dapat dibagi menjadi baterai lithium dan baterai lithium ion. Kami menggunakan baterai lithium ion pada gadget sehari-hari kami seperti ponsel dan laptop, tetapi kami biasanya menyebutnya baterai lithium. Umumnya, baterai litium menggunakan bahan yang mengandung litium sebagai elektroda, yang menjadikannya sebagai ikon baterai modern berperforma tinggi. Baterai lithium yang sebenarnya jarang digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari karena risiko keamanannya yang tinggi.

Keuntungan dan kerugian baterai lithium ion

Keuntungan

• Tegangan tinggi. Tegangan operasi sel tunggal setinggi 3,7-3,8V (3,2V untuk lithium besi fosfat), yang tiga kali lipat dari baterai Ni-Cd dan Ni-MH.
• Energi spesifik yang besar. Energi spesifik sebenarnya adalah sekitar 555 Wh/kg, yang berarti kapasitas spesifik material dapat mencapai lebih dari 150 mAh/g (3-4 kali lipat Ni-Cd, 2-3 kali lipat Ni-MH), yang mendekati 88% dari nilai teoretisnya.
• Hidup siklus panjang. Umumnya, dapat mencapai lebih dari 500 kali, atau bahkan lebih dari 1000 kali pengisian, dan lithium besi fosfat dapat mencapai lebih dari 2000 kali.
• Pelepasan diri kecil . Pada suhu kamar, tingkat self-discharge dari Li-ion yang terisi penuh setelah disimpan selama satu bulan adalah sekitar 2%, yang jauh lebih rendah daripada Ni-Cd (yaitu 25-30%) dan Ni-MH (yang 30-35%).
• Pengisian daya cepat. Kapasitas 1C dapat mencapai lebih dari 80% dari kapasitas nominal setelah pengisian selama 30 menit, dan baterai ferro fosfor dapat mencapai 90% dari kapasitas nominal selama 10 menit.
• Suhu kerja. Suhu kerja adalah -25 hingga 45 °C. Dengan peningkatan elektrolit dan katoda, diharapkan dapat meluas hingga -40 hingga 70 °C.

Kekurangan

• Menua dengan mudah. Tidak seperti baterai isi ulang lainnya, kapasitas baterai lithium-ion perlahan akan menurun. Tingkat penurunan tergantung pada berapa kali digunakan dan suhu. Karena suhu tinggi dapat merusak (bahan baterai akan rusak), fitur ini lebih mudah diwujudkan dalam produk elektronik dengan arus operasi tinggi.
• Intoleransi terhadap harga yang terlalu mahal . Saat diisi daya secara berlebihan, ion litium yang tertanam secara berlebihan akan tidak dapat bergerak secara permanen dalam kisi, dan tidak dapat dilepaskan, sehingga masa pakai baterai menjadi singkat.
• Intoleransi terhadap pengosongan yang berlebihan. Selama pengosongan berlebih, elektroda mendeinterkalasi terlalu banyak ion litium, mengakibatkan kisi-kisi runtuh dan masa pakai baterai lebih pendek.
• Masalah keamanan. Elektrolit organik yang digunakan dalam baterai lithium-ion membuat baterai memiliki bahaya keamanan tertentu seperti terbakar atau bahkan meledak.

Aplikasi

Saat ini, baterai lithium-ion terutama digunakan di bidang berikut.

Aplikasi dalam produk elektronik 

Baterai lithium-ion dapat dibuat lebih kecil dan lebih ringan, sehingga banyak digunakan dalam produk elektronik portabel. Dengan popularitas ponsel, kamera digital, camcorder, laptop, dan konsol game genggam (PSP), pasar baterai lithium-ion terus tumbuh pesat.

Aplikasi pada kendaraan pengangkut

Baterai lithium-ion memiliki keunggulan kepadatan energi dan kepadatan daya yang baik. Secara keseluruhan, performanya mengungguli baterai lainnya, sehingga telah banyak digunakan di berbagai kendaraan listrik seperti sepeda listrik dan mobil listrik.

Aplikasi di luar angkasa  

Pada tahun 2004, baterai lithium-ion digunakan di Mars Lander dan Rover. Selain itu, Badan Eksplorasi Luar Angkasa NASA dan badan antariksa lainnya sedang mempertimbangkan penggunaan baterai lithium-ion dalam misi luar angkasa. Saat ini, fungsi utama baterai lithium-ion di bidang penerbangan adalah memberikan dukungan untuk peluncuran dan koreksi penerbangan serta operasi darat.

Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang baterai, jangan ragu untuk menghubungi kami atau tinggalkan komentar. Kami akan sangat senang mendengar kabar dari Anda.