Apa Itu Baterai Lithium Ion

Baterai litium-ion adalah jenis bahan kimia baterai yang populer. Keuntungan utama yang ditawarkan baterai ini adalah dapat diisi ulang. Karena fitur ini, mereka ditemukan di sebagian besar perangkat konsumen saat ini yang menggunakan baterai. Mereka dapat ditemukan di telepon, kendaraan listrik, dan kereta golf bertenaga baterai.

Bagaimana Cara Kerja Baterai Lithium-Ion?

Baterai litium-ion terdiri dari satu atau beberapa sel litium-ion. Mereka juga berisi papan sirkuit pelindung untuk mencegah pengisian daya yang berlebihan. Sel-sel tersebut disebut baterai setelah dipasang dalam wadah dengan papan sirkuit pelindung.

Apakah Baterai Lithium-Ion Sama Dengan Baterai Lithium?

Tidak. Baterai lithium dan baterai lithium-ion sangat berbeda. Perbedaan utamanya adalah yang terakhir dapat diisi ulang. Perbedaan utama lainnya adalah umur simpan. Baterai lithium dapat bertahan hingga 12 tahun jika tidak digunakan, sedangkan baterai lithium-ion memiliki umur simpan hingga 3 tahun.

Apa Komponen Utama Baterai Lithium Ion

Sel litium-ion memiliki empat komponen utama. Ini adalah:

Anoda

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

Katoda

Katoda inilah yang menentukan kapasitas dan tegangan sel. Ini menghasilkan ion litium saat baterai habis.

Elektrolit

Elektrolit adalah suatu bahan yang berfungsi sebagai saluran bagi ion litium untuk berpindah antara katoda dan anoda. Ini terdiri dari garam, aditif, dan berbagai pelarut.

Pemisah

Bagian terakhir dalam sel litium-ion adalah pemisah. Ini bertindak sebagai penghalang fisik untuk memisahkan katoda dan anoda.

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

Saat Anda mengisi baterai litium-ion, katoda akan melepaskan ion litium dan bergerak menuju anoda. Saat pemakaian, ion litium berpindah dari anoda ke katoda, yang menghasilkan aliran arus.

Kapan Baterai Lithium-Ion Diciptakan?

Baterai lithium-ion pertama kali ditemukan pada tahun 70an oleh ahli kimia Inggris Stanley Whittingham. Selama percobaannya, para ilmuwan menyelidiki berbagai kimia untuk baterai yang dapat mengisi ulang dirinya sendiri. Uji coba pertamanya melibatkan titanium disulfida dan litium sebagai elektroda. Namun, baterainya akan mengalami korsleting dan meledak.

Pada tahun 80-an, ilmuwan lain, John B. Goodenough, menerima tantangan ini. Segera setelah itu, Akira Yoshino, seorang ahli kimia Jepang, memulai penelitian teknologi tersebut. Yoshino dan Goodenough membuktikan bahwa logam litium adalah penyebab utama ledakan.

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

Meskipun baterai litium memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, baterai tersebut tidak aman saat diisi dan dikosongkan. Di sisi lain, baterai lithium-ion cukup aman untuk diisi dan dikosongkan jika pengguna mematuhi pedoman keselamatan dasar.

Apa Kimia Lithium Ion Terbaik?

Ada banyak jenis kimia baterai lithium-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 bahan kimia untuk baterai lithium-ion. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya. Namun, ada pula yang 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. Mereka memiliki siklus hidup yang panjang hingga 10.000 siklus.

Selain itu, produk ini menawarkan stabilitas termal yang baik dan dapat dengan aman menangani lonjakan permintaan dalam waktu singkat. Baterai LiFePO4 memiliki ambang batas pelepasan panas hingga 510 derajat Fahrenheit, tertinggi dari semua jenis baterai litium-ion yang tersedia secara komersial.

Keunggulan Baterai LiFePO4

Dibandingkan dengan baterai asam timbal dan baterai berbahan litium lainnya, baterai litium besi fosfat memiliki keunggulan yang sangat besar. Mereka mengisi dan mengosongkan secara efisien, bertahan lebih lama, dan dapat bertahan lamabersihtanpa kehilangan kapasitas. Keunggulan ini berarti bahwa baterai menawarkan penghematan biaya yang besar sepanjang masa pakainya dibandingkan jenis baterai lainnya. Di bawah ini adalah keunggulan spesifik baterai ini pada kendaraan bertenaga kecepatan rendah dan peralatan industri.

Baterai LiFePO4 Pada Kendaraan Kecepatan Rendah

Kendaraan listrik kecepatan rendah (LEV) adalah kendaraan roda empat yang beratnya kurang dari 3000 pon. Mereka ditenagai oleh baterai listrik, yang menjadikannya pilihan populer untuk kereta golf dan keperluan rekreasi lainnya.

Saat memilih opsi baterai untuk LEV Anda, salah satu pertimbangan terpenting adalah umur panjang. Misalnya, kereta golf bertenaga baterai harus memiliki daya yang cukup untuk berkeliling di lapangan golf 18 lubang tanpa harus mengisi ulang dayanya.

Pertimbangan penting lainnya adalah jadwal pemeliharaan. Baterai yang baik tidak memerlukan perawatan untuk memastikan kenikmatan maksimal dari aktivitas santai Anda.

Baterai juga harus dapat beroperasi dalam berbagai kondisi cuaca. Misalnya, Anda bisa bermain golf di musim panas dan musim gugur saat suhu turun.

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

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

Aplikasi Industri untuk Baterai Lithium Ion

Baterai lithium-ion adalah pilihan populer dalam aplikasi industri. Bahan kimia yang paling umum digunakan adalah baterai LiFePO4. Beberapa peralatan yang paling umum untuk menggunakan baterai ini adalah:

Forklift lorong sempit
Forklift yang diimbangi
Forklift 3 Roda
Penumpuk walkie
Pengendara akhir dan tengah

Ada banyak alasan mengapa baterai lithium ion semakin populer di lingkungan industri. Yang utama adalah:

Kapasitas Tinggi Dan Umur Panjang

Baterai litium-ion memiliki kepadatan energi dan umur panjang yang lebih besar dibandingkan baterai timbal-asam. Mereka dapat menimbang sepertiga dari beratnya dan memberikan hasil yang sama.

Siklus hidup mereka adalah keuntungan besar 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 besar dalam jangka panjang.

Mereka juga dapat beroperasi pada kedalaman pembuangan yang lebih besar hingga 80% tanpa berdampak pada kapasitasnya. Itu memiliki keuntungan lain dalam penghematan waktu. Pengoperasian tidak perlu berhenti di tengah jalan untuk mengganti baterai, yang dapat menghemat ribuan jam kerja dalam jangka waktu yang cukup lama.

Pengisian Berkecepatan Tinggi

Dengan baterai timbal-asam industri, waktu pengisian normal adalah sekitar delapan jam. Itu setara dengan shift 8 jam penuh dimana baterai tidak dapat digunakan. Konsekuensinya, manajer harus memperhitungkan waktu henti ini dan membeli baterai tambahan.

Dengan baterai LiFePO4, hal itu bukanlah sebuah tantangan. Contoh yang bagus adalahBaterai litium LifePO4 industri ROYPOW, yang mengisi daya empat kali lebih cepat dibandingkan baterai asam timbal. Manfaat lainnya adalah kemampuan untuk tetap efisien selama pelepasan. Baterai asam timbal sering kali mengalami kelambatan kinerja saat habis dayanya.

Jajaran baterai industri ROYPOW juga tidak memiliki masalah memori, berkat sistem manajemen baterai yang efisien. Baterai asam timbal sering kali mengalami masalah ini, yang dapat menyebabkan kegagalan mencapai kapasitas penuh.

Seiring berjalannya waktu, hal ini menyebabkan sulfasi, yang dapat memperpendek umurnya hingga setengahnya. Masalah ini sering terjadi ketika baterai asam timbal disimpan tanpa terisi penuh. Baterai lithium dapat diisi dalam waktu singkat dan disimpan pada kapasitas berapa pun di atas nol tanpa masalah.

Keamanan dan Penanganan

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

Masalah lainnya adalah berat baterai. Untuk kapasitas baterai serupa, baterai asam timbal jauh lebih berat. Oleh karena itu, mereka sering kali membutuhkan peralatan khusus dan waktu pemasangan yang lebih lama, sehingga dapat mengurangi jumlah jam kerja yang dihabiskan dalam pekerjaan tersebut.

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

Kesimpulan

Baterai lithium-ion memiliki keunggulan yang jelas dalam lingkungan industri dan untuk kendaraan listrik berkecepatan rendah. Mereka bertahan lebih lama, sehingga menghemat uang pengguna. Baterai ini juga tidak memerlukan perawatan apa pun, dan hal ini sangat penting dalam lingkungan industri yang mengutamakan penghematan biaya.