Apa itu baterai ion lithium

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

Bagaimana cara kerja baterai lithium-ion?

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

Apakah baterai lithium-ion sama dengan baterai lithium?

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

Apa komponen utama baterai ion lithium

Sel-sel lithium-ion memiliki empat komponen utama. Ini adalah:

Anoda

Anoda memungkinkan listrik bergerak dari baterai ke sirkuit eksternal. Ini juga menyimpan ion lithium saat mengisi baterai.

Katoda

Katoda adalah apa yang menentukan kapasitas dan tegangan sel. Ini menghasilkan ion lithium saat mengeluarkan baterai.

Elektrolit

Elektrolit adalah bahan, yang berfungsi sebagai saluran bagi ion lithium untuk bergerak di antara katoda dan anoda. Ini terdiri dari garam, aditif, dan berbagai pelarut.

Pemisah

Bagian terakhir dalam sel lithium-ion adalah pemisah. Ini bertindak sebagai penghalang fisik untuk memisahkan katoda 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 dalam anoda, membuat muatan pada kolektor 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, memaksa mereka menuju kontak.

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

Kapan baterai lithium-ion ditemukan?

Baterai lithium-ion pertama kali dikandung pada tahun 70-an oleh ahli kimia Inggris Stanley Whittingham. Selama eksperimennya, para ilmuwan menyelidiki berbagai kimia untuk baterai yang dapat mengisi ulang sendiri. Percobaan pertamanya melibatkan titanium disulfida dan lithium sebagai elektroda. Namun, baterai akan sirkuit pendek dan meledak.

Di tahun 80 -an, ilmuwan lain, John B. Goodenough, menerima tantangan. Segera setelah itu, Akira Yoshino, seorang ahli kimia Jepang, mulai meneliti teknologi. Yoshino dan Goodenough membuktikan bahwa logam lithium adalah penyebab utama ledakan.

Pada tahun 90-an, teknologi lithium-ion mulai mendapatkan daya tarik, dengan cepat menjadi sumber daya yang populer pada akhir dekade. Ini menandai pertama kalinya teknologi tersebut dikomersialkan oleh Sony. Catatan keselamatan yang buruk dari baterai lithium mendorong pengembangan baterai lithium-ion.

Sementara baterai lithium dapat memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, mereka tidak aman selama pengisian dan pembuangan. Di sisi lain, baterai lithium-ion cukup aman untuk diisi dan dikeluarkan ketika pengguna mematuhi pedoman keselamatan dasar.

Apa kimia ion lithium terbaik?

Ada banyak jenis kimia baterai lithium-ion. Yang tersedia secara komersial adalah:

Lithium Titanate
Lithium nikel kobalt aluminium oksida
Lithium nikel mangan kobalt oksida
Lithium mangan oksida (LMO)
Lithium Cobalt Oxide
Lithium Iron Phosphate (LIFEPO4)

Ada banyak jenis kimia untuk baterai lithium-ion. Masing -masing memiliki lereng dan kerugiannya. Namun, beberapa hanya cocok untuk kasus penggunaan tertentu. Dengan demikian, jenis yang Anda pilih akan tergantung pada kebutuhan daya Anda, anggaran, toleransi keselamatan, dan kasus penggunaan khusus.

Namun, baterai LIFEPO4 adalah pilihan yang paling tersedia secara komersial. Baterai ini mengandung elektroda karbon grafit, yang berfungsi sebagai anoda, dan fosfat sebagai katoda. Mereka memiliki kehidupan siklus panjang hingga 10.000 siklus.

Selain itu, mereka menawarkan stabilitas termal yang hebat dan dapat dengan aman menangani lonjakan pendek dalam permintaan. Baterai LIFEPO4 dinilai untuk ambang batas termal hingga 510 derajat Fahrenheit, yang tertinggi dari jenis baterai lithium-ion yang tersedia secara komersial.

Keuntungan Baterai LifePo4

Dibandingkan dengan asam timbal dan baterai berbasis lithium lainnya, baterai lithium besi fosfat memiliki keuntungan besar. Mereka mengisi dan melepaskan secara efisien, bertahan lebih lama, dan dapat mendalam Cycletanpa kehilangan kapasitas. Keuntungan ini berarti bahwa baterai menawarkan penghematan biaya yang sangat besar selama hidup mereka dibandingkan dengan jenis baterai lainnya. Di bawah ini adalah melihat keunggulan spesifik dari baterai ini dalam kendaraan listrik berkecepatan rendah dan peralatan industri.

Baterai LifePo4 dalam kendaraan berkecepatan rendah

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

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

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

Baterai juga harus dapat beroperasi dalam berbagai kondisi cuaca. Misalnya, itu harus memungkinkan Anda untuk golf baik di musim panas dan di musim gugur saat suhu turun.

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

Salah satu merek terbaik yang memenuhi semua kondisi dasar namun penting ini adalah Roypow. Garis baterai lithium LIFEPO4 mereka dinilai untuk suhu 4 ° F hingga 131 ° F. Baterai dilengkapi dengan sistem manajemen baterai yang dibangun dan sangat mudah dipasang.

Aplikasi Industri untuk Baterai Ion Lithium

Baterai lithium-ion adalah pilihan populer dalam aplikasi industri. 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
Walkie Stackers
Pengendara Akhir dan Pusat

Ada banyak alasan mengapa baterai ion lithium semakin populer dalam pengaturan industri. Yang utama adalah:

Kapasitas tinggi dan umur panjang

Baterai lithium-ion memiliki kepadatan energi dan umur panjang yang lebih besar dibandingkan dengan baterai asam timbal. Mereka dapat menimbang sepertiga dari berat dan memberikan output yang sama.

Siklus hidup mereka adalah keuntungan besar lainnya. Untuk operasi industri, tujuannya adalah untuk menjaga biaya berulang jangka pendek seminimal mungkin. Dengan baterai lithium-ion, baterai forklift dapat bertahan tiga kali lebih lama, yang mengarah ke penghematan biaya yang sangat besar dalam jangka panjang.

Mereka juga dapat beroperasi pada kedalaman pelepasan yang lebih besar hingga 80% tanpa dampak pada kapasitas mereka. Itu memiliki keuntungan lain dalam penghematan waktu. Operasi tidak perlu berhenti di tengah jalan untuk menukar baterai, yang dapat menyebabkan ribuan jam kerja dihemat dalam periode yang cukup besar.

Pengisian kecepatan tinggi

Dengan baterai asam timbal industri, waktu pengisian normal adalah sekitar delapan jam. Itu sama dengan seluruh shift 8 jam di mana baterai tidak tersedia untuk digunakan. Akibatnya, seorang manajer harus memperhitungkan waktu henti ini dan membeli baterai tambahan.

Dengan baterai LifePo4, itu bukan tantangan. Contoh yang bagus adalahBaterai Lithium Industri ROYPOW LIFEPO4, yang mengisi daya empat kali lebih cepat dari baterai asam timbal. Manfaat lain adalah kemampuan untuk tetap efisien selama pelepasan. Baterai asam timbal sering mengalami lag dalam kinerja saat mereka keluar.

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

Seiring waktu, itu menyebabkan sulfasi, yang dapat memotong umurnya yang sudah pendek menjadi dua. Masalah ini sering terjadi ketika baterai asam timbal disimpan tanpa muatan penuh. Baterai lithium dapat diisi dengan interval pendek dan disimpan pada kapasitas apa pun di atas nol tanpa masalah.

Keamanan dan penanganan

Baterai LIFEPO4 memiliki keuntungan besar dalam pengaturan industri. Pertama, mereka memiliki stabilitas termal yang hebat. Baterai ini dapat beroperasi dalam suhu hingga 131 ° F tanpa mengalami kerusakan. Baterai asam timbal akan kehilangan hingga 80% dari siklus hidup mereka pada suhu yang sama.

Masalah lain adalah berat baterai. Untuk kapasitas baterai yang sama, baterai asam timbal secara signifikan lebih berat. Dengan demikian, mereka sering membutuhkan peralatan tertentu dan waktu pemasangan yang lebih lama, yang dapat menyebabkan lebih sedikit jam kerja yang dihabiskan untuk pekerjaan.

Masalah lain adalah keselamatan pekerja. Secara umum, baterai LIFEPO4 lebih aman daripada baterai asam timbal. Menurut pedoman OSHA, baterai asam timbal harus disimpan di kamar khusus dengan peralatan yang dirancang untuk menghilangkan asap berbahaya. Itu memperkenalkan biaya dan kompleksitas tambahan ke dalam operasi industri.

Kesimpulan

Baterai lithium-ion memiliki keunggulan yang jelas dalam pengaturan industri dan untuk kendaraan listrik berkecepatan rendah. Mereka bertahan lebih lama, akibatnya menghemat uang pengguna. Baterai ini juga nol pemeliharaan, yang sangat penting dalam pengaturan industri di mana penghematan biaya adalah yang terpenting.