Cara Kerja Baterai Lithium-Ion: Panduan Jelas tentang Kekuatannya
Apa Baterai Lithium-Ion dan Bagaimana Cara Kerjanya?
Baterai lithium-ion adalah baterai rechargeable, yang berarti mereka terutama bergantung pada pergerakan ion lithium antara elektroda positif dan negatif. Saat pengisian dan pengosongan, Li+ disisipkan dan dikeluarkan antara dua elektroda. Saat pengisian, Li + dikeluarkan dari elektroda positif, kemudian disisipkan ke dalam elektroda negatif melalui elektrolit, sehingga elektroda negatif berada dalam keadaan kaya lithium. Saat pengosongan, sebaliknya.
Baterai lithium dapat dibagi menjadi baterai lithium dan baterai lithium ion. Kami menggunakan baterai lithium ion pada gadget harian kami seperti ponsel dan laptop, tetapi kami biasanya menyebutnya baterai lithium alih-alih. Secara umum, baterai lithium menggunakan bahan yang mengandung lithium sebagai elektroda, yang menjadikannya ikon baterai berkinerja tinggi modern. Baterai lithium asli jarang digunakan dalam kehidupan sehari-hari kami karena risiko keselamatan yang tinggi.
Kelebihan dan Kekurangan Baterai Lithium Ion
Kelebihan
- Tegangan tinggi. Tegangan operasi sel tunggal mencapai 3,7-3,8V (3,2V untuk lithium iron phosphate), yang tiga kali dari baterai Ni-Cd dan Ni-MH.
- Energi spesifik besar. Energi spesifik aktual sekitar 555 Wh/kg, yang berarti kapasitas spesifik bahan dapat mencapai lebih dari 150 mAh/g (3-4 kali dari Ni-Cd, 2-3 kali dari Ni-MH), yang mendekati 88% dari nilai teoretisnya.
- Umur siklus panjang. Secara umum, dapat mencapai lebih dari 500 kali, atau bahkan lebih dari 1000 kali pengisian, dan lithium iron phosphate dapat mencapai lebih dari 2000 kali.
- Pengosongan diri kecil. Pada suhu kamar, tingkat pengosongan diri Li-ion yang diisi penuh setelah disimpan selama satu bulan sekitar 2%, yang jauh lebih rendah daripada Ni-Cd (yang 25-30%) dan Ni-MH (yang 30-35%).
- Pengisian cepat. Kapasitas 1C dapat mencapai lebih dari 80% dari kapasitas nominal setelah pengisian selama 30 menit, dan baterai ferro phosphorus dapat mencapai 90% dari kapasitas nominal selama 10 menit.
- Suhu operasi. Suhu operasi adalah -25 hingga 45 °C. Dengan perbaikan elektrolit dan katoda, diharapkan diperluas hingga -40 hingga 70 °C.
Kekurangan
- Mudah tua. Berbeda dengan baterai rechargeable lainnya, kapasitas baterai lithium-ion akan perlahan menurun. Tingkat penurunan bergantung pada jumlah kali digunakan dan suhu. Karena suhu tinggi dapat merusak (bahan baterai akan hancur), fitur ini lebih mudah terwujud pada produk elektronik dengan arus operasi tinggi.
- Tidak tahan pengisian berlebih. Ketika diisi berlebih, ion lithium yang terlalu banyak disisipkan akan secara permanen terimobilisasi dalam jaring, dan tidak dapat dilepaskan, menghasilkan umur baterai yang pendek.
- Tidak tahan pengosongan berlebih. Selama pengosongan berlebih, elektroda mengeluarkan terlalu banyak ion lithium, menghasilkan kerusakan jaring dan umur baterai yang pendek.
- Masalah keselamatan. Elektrolit organik yang digunakan dalam baterai lithium-ion membuat baterai memiliki ancaman keselamatan tertentu seperti membakar atau bahkan meledak.
Aplikasi
Saat ini, baterai lithium-ion terutama digunakan dalam 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, kamera video, laptop, dan konsol game genggam (PSP), pasar baterai lithium-ion telah mempertahankan pertumbuhan yang cepat.
Aplikasi pada kendaraan transportasi
Baterai lithium-ion memiliki keuntungan densitas energi dan densitas daya yang baik. Secara menyeluruh, ia mengalahkan baterai lainnya, sehingga banyak digunakan dalam berbagai kendaraan listrik seperti sepeda listrik dan mobil listrik.
Aplikasi dalam penerbangan luar angkasa
Pada 2004, baterai lithium-ion digunakan di Mars Lander dan Rover. Selain itu, NASA’s Space Exploration Agency dan agensi luar angkasa lain mempertimbangkan penggunaan baterai lithium-ion dalam misi luar angkasa. Saat ini, fungsi utama baterai lithium-ion di bidang penerbangan adalah menyediakan dukungan untuk peluncuran dan koreksi penerbang serta operasi tanah.
Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang baterai, silakan hubungi kami atau tinggalkan komentar. Kami akan sangat senang mendengar dari Anda.
