Baterai litium-ion ada di sekitar kita, menjaga gadget dan mobil kita tetap berjalan. Mereka seperti mesin kecil yang menggerakkan dunia kita. Tapi apa yang ada di dalamnya dan membuatnya berfungsi? Mari kita lihat.
Apa itu Baterai Lithium-Ion?
Baterai lithium-ion seperti pabrik energi kecil. Mereka menggunakan ion lithium untuk menghasilkan listrik.
Bayangkan ion-ion ini sebagai pembawa pesan yang membawa energi antara dua bagian baterai. Di dalam, pemisah memastikan ion litium dapat berpindah antar sisi sambil memblokir elektron.
Saat mengisi daya, ion berpindah dari sisi positif ke sisi negatif, menyimpan energi. Selama pemakaian, ion kembali ke sisi positif, menyuplai daya. Pergerakan ion litium bolak-balik ini menciptakan tegangan, yang mendorong elektron melalui perangkat yang terhubung, sehingga memberi daya pada perangkat tersebut.
Baterai Litium-Ion Vs. Sel Litium-Ion
Mari kita bahas perbedaan antara baterai litium-ion dan sel litium-ion.
Baterai lithium-ion seperti sebuah tim pelari, di mana setiap sel lithium-ion adalah salah satu pelari tersebut. Tim membutuhkan semua pelari yang bekerja sama untuk menjadi kuat.
Masing-masing sel ini memiliki tegangannya sendiri. Misalnya, tegangan sel litium besi fosfat berkisar antara 3,2 hingga 3,8 volt. Untuk memberi daya pada perangkat yang lebih besar, kita dapat menggabungkan beberapa sel untuk menghasilkan baterai bertegangan lebih tinggi, seperti 12, 24, atau 48 volt. Berbaris sel secara seri menambahkan tegangannya.
Sel juga dapat dihubungkan secara paralel. Ini menggabungkan kapasitasnya, sehingga dua sel paralel bertahan sekitar dua kali lebih lama dari satu sel.
Apa Isi Baterai Lithium-Ion?
Baterai lithium berisi beberapa sel lithium-ion yang dihubungkan secara seri dan paralel, bersama dengan kabel penghubung dan a sistem manajemen baterai (BMS).
BMS memantau kesehatan dan suhu baterai. Selain itu, baterai ini dapat menyeimbangkan energi di seluruh sel selama setiap pengisian penuh untuk memaksimalkan masa pakai dan kinerja baterai.
Apa yang Ada di Dalam Sel Lithium-Ion?
Bagian dalam sel lithium-ion tunggal cukup mudah. Ini terdiri dari empat komponen utama: anoda, katoda, elektrolit, dan pemisah. Komponen-komponen ini bekerja sama secara mulus untuk menyimpan dan melepaskan energi sesuai kebutuhan.
Anoda dan Katoda
Inti sel litium-ion terdapat dua elektroda – anoda dan katoda. Ini memainkan peran penting dalam kemampuan penyimpanan dan pelepasan energi baterai.
Elektroda negatif, yang dikenal sebagai anoda, biasanya terbuat dari grafit. Selama proses pengisian, ion litium bermigrasi dari katoda, melalui pemisah, dan disimpan di anoda. Saat baterai sedang digunakan dan dikosongkan, ion litium mengalir kembali dari anoda ke katoda.
Di sisi lain, elektroda positif, atau katoda, sering kali terdiri dari oksida logam berbasis litium. Bahan katoda yang umum termasuk litium kobalt oksida (LCO), litium besi fosfat (LFP), dan litium mangan oksida (LMO). Masing-masing bahan kimia ini menawarkan keunggulan uniknya sendiri dalam hal kepadatan energi, keamanan, dan siklus hidup.
Misalnya, sel berbasis LCO cenderung memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, menjadikannya pilihan populer untuk ponsel pintar dan laptop. Sebaliknya, sel LFP dikenal karena keamanannya yang unggul dan masa pakai yang lama, menjadikannya pilihan yang disukai untuk kendaraan listrik. Sel LMO mencapai keseimbangan antara kepadatan energi dan efektivitas biaya.
Elektrolit
Elektrolit memfasilitasi aliran ion litium antara anoda dan katoda selama pengisian dan pengosongan.
Itu elektrolit yang paling umum yang digunakan dalam sel litium-ion adalah garam litium, biasanya litium heksafluorofosfat (LiPF6), yang dilarutkan dalam pelarut organik. Garam litium ini menyediakan media yang diperlukan agar ion litium dapat bergerak bebas di antara dua elektroda.
Selama pengisian, ion litium diekstraksi dari katoda dan bermigrasi melalui elektrolit untuk disimpan di anoda. Saat baterai sedang digunakan dan dikosongkan, prosesnya terbalik, dengan ion litium mengalir kembali dari anoda ke katoda, menghasilkan arus listrik yang diperlukan.
Pemisah
Pemisah terletak di antara anoda dan katoda. Bahan tipis ini memungkinkan ion litium melewatinya tetapi menghentikan konduksi listrik, sehingga memaksa elektron mengalir melalui perangkat.
Pemisah juga memainkan peran keamanan – jika terlalu panas, pori-porinya menutup, menghentikan pengangkutan ion litium dan mematikan sel baterai untuk mencegah kerusakan atau kebakaran.
Kesimpulan
Baterai lithium-ion tampak sederhana dari luar, namun saat Anda mempelajarinya lebih dalam, Anda akan menemukan banyak komponen berbeda.
Artikel Terkait:
