by

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Baterai lithium-ion adalah jenis baterai isi ulang yang menggunakan partikel lithium yang diisi untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. M. Stanley Whittingham, seorang ahli kimia Inggris-Amerika dikenal sebagai bapak pendiri baterai lithium-ion.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Dia mengembangkan konsep baterai isi ulang selama akhir 1970-an. Pada tahun 2019, M. Stanley Whittingham, John Goodenough, dan Akira Yoshino dianugerahi hadiah Nobel dalam bidang kimia untuk pekerjaan mereka.

Berdasarkan kemampuan pengisiannya, baterai lithium-ion dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori besar, yaitu primer dan sekunder. Baterai lithium-ion primer tidak dapat diisi ulang, sedangkan baterai lithium-ion sekunder dapat diisi ulang.

Prinsip Kerja Baterai Lithium-ion

Baterai lithium-ion bekerja dengan prinsip kursi goyang. Di sini, konversi energi kimia menjadi energi listrik terjadi dengan bantuan reaksi redoks. Biasanya, baterai lithium-ion terdiri dari dua atau lebih sel elektrokimia yang terhubung secara elektrik.

Ketika baterai diisi, ion cenderung bergerak menuju elektroda negatif atau anoda. Ketika baterai benar-benar habis, ion lithium kembali ke elektroda positif, yaitu katoda. Artinya selama proses charging dan discharging, ion lithium bergerak bolak-balik di antara dua elektroda baterai, itulah sebabnya prinsip kerja baterai lithium-ion disebut prinsip kursi goyang.

Mekanisme Kerja Baterai Lithium-ion

Baterai biasanya terdiri dari dua elektroda, yaitu anoda dan katoda. Katoda membentuk terminal positif baterai dan anoda didedikasikan sebagai terminal negatif. Katoda baterai lithium-ion terutama terdiri dari senyawa lithium, sedangkan elemen utama anoda adalah grafit.

 

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Ketika baterai dicolokkan dengan suplai listrik, ion litium cenderung bergerak dari katoda ke anoda, yaitu dari elektroda positif ke elektroda negatif. Ini dikenal sebagai pengisian baterai. Selama fase pelepasan baterai, pergerakan ion lithium akan dibalik dari anoda ke katoda, yaitu dari elektroda negatif ke elektroda positif dan energi listrik akan ditransmisikan ke beban terpasang.

Penggunaan Baterai Lithium-ion

Perangkat Seluler Hampir semua perangkat seluler seperti ponsel, laptop, telepon nirkabel, dll. menggunakan baterai lithium-ion. Ini karena baterai lithium-ion kompak, ringan, dan dapat digunakan kembali.

 

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Oleh karena itu, mereka sangat cocok untuk perangkat genggam. Selain itu juga, jenis baterai seperti itu memberikan tingkat pengisian cepat. Dengan demikian, memungkinkan pengguna untuk sering mengakses perangkat tanpa gangguan.

Power Bank

Power bank adalah gadget portabel yang membantu pengguna untuk mengisi daya perangkat elektronik seperti ponsel, jam tangan pintar, dll dengan nyaman di mana saja dan kapan saja.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Untuk tujuan ini, power bank biasanya menggunakan baterai lithium-ion dan lithium-polimer.

Kendaraan Listrik

Sejumlah kendaraan listrik seperti mobil listrik, sepeda listrik, skuter listrik, sepeda listrik, dll menggunakan baterai lithium-ion untuk pengoperasiannya. Ini karena baterai lithium-ion memiliki rasio daya-terhadap-berat yang tinggi, toleransi yang lebih besar terhadap variasi suhu dan tekanan, dan kepadatan energi yang lebih tinggi daripada baterai timbal-asam. Juga, mereka ringan, portabel, efisien, dan lebih aman daripada baterai tradisional.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Alat kesehatan

Perangkat medis seperti alat bantu dengar, alat bedah, mesin diagnostik, alat pacu jantung, defibrillator, robot asisten medis, pompa infus, monitor detak jantung dan denyut nadi, dll. menggunakan baterai lithium-ion untuk berbagai tujuan diagnostik dan perawatan. Keuntungan menggunakan baterai lithium-ion di gadget medis termasuk daya tanggap yang tinggi, tingkat pengisian cepat, sifat ringan dan tidak berbahaya, dll.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Kamera

Baterai lithium-ion sangat banyak digunakan pada kamera SLR digital karena mampu memberikan daya tinggi untuk durasi yang relatif lebih lama daripada baterai tradisional. Selain itu, baterai lithium-ion lebih disukai karena ringan dan karenanya, tidak membuat gadget menjadi besar.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Beberapa kamera juga menggunakan baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang yang memungkinkan pengguna untuk menggunakannya kembali dan meningkatkan keandalan.

UPS

UPS atau sistem catu daya tak terputus adalah perangkat yang menyediakan cadangan daya untuk jangka waktu tertentu jika terjadi pemadaman atau kegagalan daya. Perangkat tersebut biasanya menggunakan kombinasi baterai lithium-ion. Ini karena penggunaan baterai lithium-ion pada perangkat UPS mengurangi ruang lantai hingga 50-80%. Selain itu, sistem UPS berbasis baterai lithium-ion memiliki berat 60-80% lebih rendah daripada perangkat UPS berbasis timbal-asam generik.

Prinsip Kerja dan Penggunaan Baterai Lithium-ion

Robot

Baterai lithium-ion sangat disukai di bidang ilmu robotika dan otomasi. Mereka digunakan untuk menggerakkan robot humanoid serta robot industri.

Keuntungan dari Baterai Lithium-ion

1. Baterai lithium-ion memiliki tingkat self-discharge yang sangat rendah dibandingkan dengan jenis baterai lainnya.

2. Mereka memiliki kepadatan energi yang tinggi.

3. Tidak ada efek memori pada baterai lithium-ion.

4. Rentang hidup rata-rata baterai lithium-ion sepuluh kali lebih lama dari baterai timbal-asam tradisional.

5. Tingkat pengisian baterai lithium-ion tinggi.

6. Baterai lithium-ion bekerja secara efisien dalam kondisi ekstrim seperti tekanan tinggi dan fluktuasi suhu.

7. Baterai lithium-ion ringan dan ukurannya kompak. Biasanya, berat baterai lithium-ion kira-kira 50-60% lebih ringan dari baterai timbal-asam standar.

8. Pemasangan baterai lithium-ion relatif mudah.

9. Baterai jenis ini fleksibel, tidak terlalu besar, dan aman digunakan.

10. Baterai lithium-ion tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran.

11. Tingkat tegangan baterai lithium-ion tidak turun dan dipertahankan secara konstan selama penggunaan.

12. Kapasitas baterai lithium-ion kira-kira 25-50% lebih besar dari baterai timbal-asam.

13. Mereka membutuhkan perawatan minimum.

14. Baterai lithium-ion tidak berbahaya karena tidak mengeluarkan gas beracun.

Kekurangan Baterai Lithium-ion

1. Kapasitas pengisian baterai lithium-ion berkurang seiring waktu karena hilangnya ion lithium dalam interfase elektrolit padat dan interfase katoda-elektrolit.

2. Jika pemisah baterai lithium-ion rusak, mereka rentan terhadap bahaya kebakaran.

3. Harganya relatif mahal.

4. Jika baterai habis ion lithium, tidak dapat diganti. Dengan demikian, baterai tidak dapat digunakan setelah masa pakai tentatif.

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *