Li-ion adalah baterai yang perawatannya rendah, suatu keunggulan yang tidak dapat diklaim oleh sebagian besar perusahaan kimia lainnya. Baterai tidak memiliki memori dan tidak perlu berolahraga (disengaja dikosongkan hingga penuh) agar tetap dalam kondisi yang baik. Self-discharge kurang dari setengah sistem berbasis nikel dan ini membantu aplikasi pengukur bahan bakar. Tegangan sel nominal 3,60V dapat langsung memberi daya pada ponsel, tablet, dan kamera digital, menawarkan penyederhanaan dan pengurangan biaya dibandingkan desain multi-sel. Kekurangannya adalah perlunya sirkuit proteksi untuk mencegah penyalahgunaan, serta harga yang mahal.
Jenis Baterai Lithium-ion
Gambar 1 mengilustrasikan prosesnya.
Li-ion adalah baterai yang perawatannya rendah, suatu keunggulan yang tidak dapat diklaim oleh sebagian besar perusahaan kimia lainnya. Baterai tidak memiliki memori dan tidak perlu berolahraga (disengaja dikosongkan hingga penuh) agar tetap dalam kondisi yang baik. Self-discharge kurang dari setengah sistem berbasis nikel dan ini membantu aplikasi pengukur bahan bakar. Tegangan sel nominal 3,60V dapat langsung memberi daya pada ponsel, tablet, dan kamera digital, menawarkan penyederhanaan dan pengurangan biaya dibandingkan desain multi-sel. Kekurangannya adalah perlunya sirkuit proteksi untuk mencegah penyalahgunaan, serta harga yang mahal.
Baterai lithium-ion asli Sony menggunakan kokas sebagai anoda (produk batubara). Sejak tahun 1997, sebagian besar produsen Li ion, termasuk Sony, beralih ke grafit untuk mencapai kurva pelepasan yang lebih datar. Grafit adalah salah satu bentuk karbon yang memiliki stabilitas siklus jangka panjang dan digunakan dalam pensil timah. Ini adalah bahan karbon yang paling umum, diikuti oleh karbon keras dan lunak. Karbon nanotube belum digunakan secara komersial dalam Li-ion karena cenderung terjerat dan mempengaruhi kinerja. Bahan masa depan yang menjanjikan peningkatan kinerja Li-ion adalah graphene.
Gambar 2 mengilustrasikan kurva pelepasan tegangan Li-ion modern dengan anoda grafit dan versi kokas awal.
Beberapa aditif telah dicoba, termasuk paduan berbasis silikon, untuk meningkatkan kinerja anoda grafit. Dibutuhkan enam atom karbon (grafit) untuk berikatan dengan satu ion litium; satu atom silikon dapat mengikat empat ion litium. Ini berarti bahwa anoda silikon secara teoritis dapat menyimpan lebih dari 10 kali energi grafit, namun perluasan anoda selama pengisian merupakan suatu masalah. Oleh karena itu, anoda silikon murni tidak praktis dan hanya 3–5 persen silikon biasanya ditambahkan ke anoda berbasis silikon untuk mencapai siklus hidup yang baik.
Penggunaan litium-titanat berstruktur nano sebagai aditif anoda menunjukkan umur siklus yang menjanjikan, kemampuan beban yang baik, kinerja suhu rendah yang sangat baik, dan keamanan yang unggul, tetapi energi spesifiknya rendah dan biayanya tinggi.
Bereksperimen dengan bahan katoda dan anoda memungkinkan produsen untuk memperkuat kualitas intrinsik, namun satu peningkatan dapat membahayakan kualitas lainnya. Apa yang disebut “Sel Energi” mengoptimalkan energi spesifik (kapasitas) untuk mencapai waktu kerja yang lama namun dengan daya spesifik yang lebih rendah; “Power Cell” menawarkan daya spesifik yang luar biasa namun dengan kapasitas lebih rendah. “Sel Hibrida” adalah kompromi dan menawarkan sedikit dari keduanya.
Produsen dapat memperoleh energi spesifik yang tinggi dan biaya rendah secara relatif mudah dengan menambahkan nikel sebagai pengganti kobalt yang lebih mahal, namun hal ini membuat sel menjadi kurang stabil. Meskipun perusahaan baru mungkin fokus pada energi spesifik tinggi dan harga rendah untuk mendapatkan penerimaan pasar dengan cepat, keamanan dan daya tahan tidak dapat dikompromikan. Pabrikan terkemuka mengutamakan integritas tinggi pada keselamatan dan umur panjang.
Sebagian besar baterai Li-ion memiliki desain serupa yang terdiri dari elektroda positif oksida logam (katoda) yang dilapisi pada pengumpul arus aluminium, elektroda negatif (anoda) yang terbuat dari karbon/grafit dilapisi pada pengumpul arus tembaga, pemisah dan elektrolit. terbuat dari garam litium dalam pelarut organik. Informasi lebih lanjut, silakan kunjungi teda battery.com.
Tabel 3 merangkum kelebihan dan keterbatasan Li-ion.
Waktu posting: 26 Juni 2022