Apa Itu Baterai Ion Litium

Baterai litium-ion adalah jenis baterai yang populer. Keunggulan utama baterai ini adalah dapat diisi ulang. Berkat fitur ini, baterai ini banyak ditemukan di sebagian besar perangkat konsumen saat ini yang menggunakan baterai. Baterai ini dapat ditemukan di ponsel, kendaraan listrik, dan kereta golf bertenaga baterai.

Bagaimana Cara Kerja Baterai Lithium-Ion?

Baterai litium-ion terdiri dari satu atau beberapa sel litium-ion. Baterai ini juga dilengkapi papan sirkuit pelindung untuk mencegah pengisian daya berlebih. Sel-sel ini disebut baterai setelah terpasang di dalam casing dengan papan sirkuit pelindung.

Apakah Baterai Lithium-Ion Sama dengan Baterai Lithium?

Tidak. Baterai litium dan baterai litium-ion sangat berbeda. Perbedaan utamanya adalah baterai litium-ion dapat diisi ulang. Perbedaan utama lainnya adalah masa simpannya. Baterai litium dapat bertahan hingga 12 tahun tanpa digunakan, sementara baterai litium-ion memiliki masa simpan hingga 3 tahun.

Apa Saja Komponen Utama Baterai Ion Litium?

Sel ion litium memiliki empat komponen utama, yaitu:

Anoda

Anoda memungkinkan listrik mengalir dari baterai ke sirkuit eksternal. Anoda juga menyimpan ion litium saat mengisi daya baterai.

Katoda

Katoda menentukan kapasitas dan tegangan sel. Katoda menghasilkan ion litium saat baterai dikosongkan.

Elektrolit

Elektrolit adalah material yang berfungsi sebagai saluran bagi ion litium untuk bergerak antara katode dan anoda. Elektrolit terdiri dari garam, aditif, dan berbagai pelarut.

Pemisah

Bagian terakhir dalam sel litium-ion adalah separator. Separator berfungsi sebagai penghalang fisik untuk memisahkan katode dan anoda.

Baterai lithium-ion bekerja dengan memindahkan ion lithium dari katoda ke anoda dan sebaliknya melalui elektrolit. Saat ion bergerak, mereka mengaktifkan elektron bebas di anoda, menciptakan muatan pada kolektor arus positif. Elektron-elektron ini mengalir melalui perangkat, telepon atau kereta golf, ke kolektor negatif dan kembali ke katoda. Aliran bebas elektron di dalam baterai dicegah oleh separator, yang memaksanya menuju kontak.

Saat baterai litium-ion diisi, katoda akan melepaskan ion litium dan bergerak menuju anoda. Saat baterai dikosongkan, ion litium bergerak dari anoda ke katoda, yang menghasilkan aliran arus.

Kapan Baterai Lithium-Ion Diciptakan?

Baterai lithium-ion pertama kali dirancang pada tahun 1970-an oleh ahli kimia Inggris Stanley Whittingham. Selama eksperimennya, para ilmuwan menyelidiki berbagai metode kimia untuk menciptakan baterai yang dapat mengisi ulang sendiri. Percobaan pertamanya menggunakan titanium disulfida dan litium sebagai elektroda. Namun, baterai tersebut akan mengalami korsleting dan meledak.

Pada tahun 80-an, ilmuwan lain, John B. Goodenough, menerima tantangan tersebut. Tak lama kemudian, Akira Yoshino, seorang ahli kimia Jepang, mulai meneliti teknologi tersebut. Yoshino dan Goodenough membuktikan bahwa logam litium adalah penyebab utama ledakan.

Pada tahun 90-an, teknologi litium-ion mulai populer, dan dengan cepat menjadi sumber daya yang populer di akhir dekade tersebut. Ini menandai pertama kalinya teknologi ini dikomersialkan oleh Sony. Catatan keamanan baterai litium yang buruk inilah yang mendorong pengembangan baterai litium-ion.

Meskipun baterai litium dapat menyimpan kepadatan energi yang lebih tinggi, baterai ini tidak aman selama pengisian dan pengosongan daya. Di sisi lain, baterai litium-ion cukup aman untuk diisi dan dikosongkan dayanya jika pengguna mematuhi panduan keselamatan dasar.

Apa Kimia Ion Litium yang Terbaik?

Terdapat berbagai jenis kimia baterai litium-ion. Yang tersedia secara komersial adalah:

Litium Titanat
Litium Nikel Kobalt Aluminium Oksida
Litium Nikel Mangan Kobalt Oksida
Litium Mangan Oksida (LMO)
Litium Kobalt Oksida
Litium Besi Fosfat (LiFePO4)

Ada banyak jenis kimia untuk baterai litium-ion. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Namun, beberapa hanya cocok untuk kasus penggunaan tertentu. Oleh karena itu, jenis yang Anda pilih akan bergantung pada kebutuhan daya, anggaran, toleransi keamanan, dan kasus penggunaan spesifik Anda.

Namun, baterai LiFePO4 adalah pilihan yang paling banyak tersedia secara komersial. Baterai ini mengandung elektroda karbon grafit, yang berfungsi sebagai anoda, dan fosfat sebagai katoda. Baterai ini memiliki siklus hidup yang panjang, hingga 10.000 siklus.

Selain itu, baterai LiFePO4 menawarkan stabilitas termal yang sangat baik dan dapat menangani lonjakan permintaan singkat dengan aman. Baterai LiFePO4 memiliki ambang batas termal hingga 510 derajat Fahrenheit, tertinggi di antara semua jenis baterai litium-ion yang tersedia secara komersial.

Keunggulan Baterai LiFePO4

Dibandingkan dengan baterai timbal-asam dan baterai berbasis litium lainnya, baterai litium besi fosfat memiliki keunggulan besar. Baterai ini dapat diisi dan dikosongkan secara efisien, tahan lebih lama, dan dapat beroperasi dalam siklus yang lebih dalam.bersihtanpa kehilangan kapasitas. Keunggulan ini berarti baterai ini menawarkan penghematan biaya yang sangat besar selama masa pakainya dibandingkan jenis baterai lainnya. Berikut ini adalah ikhtisar keunggulan spesifik baterai ini pada kendaraan bertenaga rendah dan peralatan industri.

Baterai LiFePO4 di Kendaraan Kecepatan Rendah

Kendaraan listrik kecepatan rendah (LEV) adalah kendaraan roda empat dengan berat kurang dari 1.300 kg. Kendaraan ini ditenagai oleh baterai listrik, sehingga menjadi pilihan populer untuk kereta golf dan penggunaan rekreasi lainnya.

Saat memilih opsi baterai untuk LEV Anda, salah satu pertimbangan terpenting adalah daya tahannya. Misalnya, mobil golf bertenaga baterai harus memiliki daya yang cukup untuk berkeliling lapangan golf 18 lubang tanpa perlu diisi ulang.

Pertimbangan penting lainnya adalah jadwal perawatan. Baterai yang baik seharusnya tidak memerlukan perawatan apa pun untuk memastikan kenikmatan maksimal dalam aktivitas santai Anda.

Baterainya juga harus mampu beroperasi dalam berbagai kondisi cuaca. Misalnya, baterai ini memungkinkan Anda bermain golf baik di musim panas maupun di musim gugur ketika suhu turun.

Baterai yang baik juga harus dilengkapi dengan sistem kontrol yang memastikan baterai tidak terlalu panas atau terlalu dingin, sehingga menurunkan kapasitasnya.

Salah satu merek terbaik yang memenuhi semua persyaratan dasar namun penting ini adalah ROYPOW. Lini baterai litium LiFePO4 mereka dirancang untuk suhu 4°F hingga 131°F. Baterai ini dilengkapi dengan sistem manajemen baterai bawaan dan sangat mudah dipasang.

Aplikasi Industri untuk Baterai Ion Litium

Baterai litium-ion merupakan pilihan populer dalam aplikasi industri. Bahan kimia yang paling umum digunakan adalah baterai LiFePO4. Beberapa peralatan yang paling umum menggunakan baterai ini antara lain:

Forklift lorong sempit
Forklift dengan keseimbangan
Forklift 3 Roda
Penumpuk walkie
Pengendara akhir dan tengah

Ada banyak alasan mengapa baterai lithium-ion semakin populer di lingkungan industri. Alasan utamanya adalah:

Kapasitas Tinggi dan Umur Panjang

Baterai litium-ion memiliki kepadatan energi dan daya tahan yang lebih tinggi dibandingkan baterai timbal-asam. Beratnya dapat mencapai sepertiga berat baterai, tetapi menghasilkan daya yang sama.

Siklus hidup baterai merupakan keunggulan utama lainnya. Untuk operasi industri, tujuannya adalah meminimalkan biaya berulang jangka pendek. Dengan baterai lithium-ion, baterai forklift dapat bertahan tiga kali lebih lama, sehingga menghasilkan penghematan biaya yang sangat besar dalam jangka panjang.

Mereka juga dapat beroperasi pada kedalaman pengosongan yang lebih besar, hingga 80%, tanpa memengaruhi kapasitasnya. Hal ini juga memberikan keuntungan lain dalam hal penghematan waktu. Operasional tidak perlu berhenti di tengah jalan untuk mengganti baterai, yang dapat menghemat ribuan jam kerja dalam jangka waktu yang cukup lama.

Pengisian Kecepatan Tinggi

Untuk baterai timbal-asam industri, waktu pengisian normal adalah sekitar delapan jam. Ini setara dengan satu shift penuh selama 8 jam di mana baterai tidak dapat digunakan. Akibatnya, seorang manajer harus memperhitungkan waktu henti ini dan membeli baterai tambahan.

Dengan baterai LiFePO4, hal itu bukan tantangan. Contoh yang bagus adalahBaterai lithium LifePO4 industri ROYPOW, yang pengisian dayanya empat kali lebih cepat daripada baterai asam timbal. Keunggulan lainnya adalah kemampuannya untuk tetap efisien selama pengosongan daya. Baterai asam timbal sering kali mengalami penurunan kinerja saat pengosongan daya.

Lini baterai industri ROYPOW juga bebas dari masalah memori berkat sistem manajemen baterai yang efisien. Baterai asam timbal sering mengalami masalah ini, yang dapat menyebabkan kegagalan mencapai kapasitas penuh.

Seiring waktu, hal ini menyebabkan sulfasi, yang dapat mengurangi masa pakai baterai yang sudah pendek hingga setengahnya. Masalah ini sering terjadi ketika baterai asam timbal disimpan tanpa pengisian daya penuh. Baterai litium dapat diisi daya dalam interval pendek dan disimpan pada kapasitas berapa pun di atas nol tanpa masalah.

Keamanan dan Penanganan

Baterai LiFePO4 memiliki keunggulan besar dalam lingkungan industri. Pertama, baterai ini memiliki stabilitas termal yang sangat baik. Baterai ini dapat beroperasi pada suhu hingga 131°F tanpa mengalami kerusakan. Baterai timbal-asam akan kehilangan hingga 80% siklus hidupnya pada suhu yang sama.

Masalah lainnya adalah berat baterai. Untuk kapasitas baterai yang serupa, baterai asam timbal memiliki bobot yang jauh lebih berat. Oleh karena itu, baterai ini seringkali membutuhkan peralatan khusus dan waktu pemasangan yang lebih lama, sehingga dapat mengurangi jam kerja.

Masalah lainnya adalah keselamatan pekerja. Secara umum, baterai LiFePO4 lebih aman daripada baterai timbal-asam. Menurut pedoman OSHA, baterai timbal-asam harus disimpan di ruangan khusus dengan peralatan yang dirancang untuk menghilangkan asap berbahaya. Hal ini menambah biaya dan kompleksitas operasional industri.

Kesimpulan

Baterai litium-ion memiliki keunggulan yang jelas dalam lingkungan industri dan untuk kendaraan listrik kecepatan rendah. Baterai ini tahan lebih lama, sehingga menghemat biaya pengguna. Baterai ini juga bebas perawatan, yang sangat penting dalam lingkungan industri di mana penghematan biaya menjadi prioritas utama.