Ponsel, laptop, gadget medis, dan bahkan kendaraan listrik seperti bus listrik semuanya ditenagai oleh baterai lithium, yang sangat penting untuk teknologi modern.
Dengan meningkatnya penjualan mobil listrik, terjadi peningkatan permintaan dan pasokan baterai jenis ini. Meski terus beralih ke listrik, industri mobil konon merupakan konsumen baterai jenis ini terbesar.
Dalam beberapa dekade terakhir, kemajuan teknologi telah membawa kita ke era digital yang semakin canggih. Ponsel pintar, laptop, mobil listrik, dan perangkat elektronik lainnya semakin menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan sehari-hari.
Salah satu inovasi paling penting yang memungkinkan revolusi ini adalah baterai lithium. Dalam artikel ini, kita akan membahas serba-serbi lithium battery, bagaimana mereka bekerja, keuntungan dan tantangan yang mereka hadapi, serta potensi masa depan yang menjanjikan.
Apa Itu Baterai Lithium?
Baterai lithium adalah jenis baterai isi ulang yang menggunakan reaksi kimia lithium untuk menyimpan energi. Mereka terdiri dari dua elektroda, yaitu katoda (positif) dan anoda (negatif), serta elektrolit yang memisahkan keduanya.
Ketika baterai diisi, ion lithium berpindah dari katoda ke anoda melalui elektrolit, menyimpan energi. Saat baterai digunakan, ion lithium kembali bergerak dari anoda ke katoda, menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan untuk memberi daya pada kendaraan listrik.
Keunggulan Utama Baterai Lithium
Salah satu keunggulan utama baterai lithium adalah kepadatan energi yang tinggi. Ini berarti mereka dapat menyimpan lebih banyak energi dalam ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan jenis baterai lainnya. Inilah yang membuat battery lithium menjadi pilihan ideal untuk perangkat portabel seperti ponsel pintar dan laptop.
Selain itu, lithium batteryjuga memiliki efisiensi yang tinggi dalam hal konversi energi, yang berarti mereka dapat menghasilkan lebih sedikit panas saat digunakan, sehingga memperpanjang masa pakai baterai dan mengurangi risiko overheating.
Baca Juga: 6 Jenis & Kelebihan Transportasi Listrik vs Biasa
Keunggulan lain dari baterai lithium adalah siklus hidup yang panjang. Mereka dapat diisi ulang dan digunakan kembali ribuan kali sebelum kinerjanya mulai menurun secara signifikan. Ini memungkinkan pengguna untuk menghemat uang dalam jangka panjang dan mengurangi dampak lingkungan karena kurangnya limbah baterai yang dibuang.
Selain itu, battery lithium juga memiliki tingkat self-discharge yang rendah. Ini berarti mereka dapat mempertahankan daya mereka dalam keadaan tidak digunakan dalam jangka waktu yang lebih lama dibandingkan dengan baterai tradisional.
Jenis-Jenis Baterai Lithium
Apa saja jenis-jenis dari baterai lithium apa yang ada? Ada enam tipe dasar baterai yang digunakan saat ini, antara lain:
1. Lithium Kobalt Oksida
Baterai lithium kobalt oksida, juga disebut sebagai battery lithium kobaltat atau baterai cobalt lithium-ion, dibuat dari litium karbonat dan kobalt. Baterai ini digunakan di ponsel, laptop, dan kamera elektronik karena energi spesifiknya yang sangat tinggi.
Mereka memiliki katoda oksida kobalt dan anoda karbon grafit; saat baterai sedang diisi, ion litium bergerak terbalik dari anoda ke katoda selama pengosongan. Beberapa kelemahan dari baterai jenis ini termasuk masa pakai baterai yang pendek dan daya spesifik rendah.
Baterai ini tidak seaman varietas lain, menurut Battery University. Namun, karena kelebihannya, bahan ini lebih disukai untuk ponsel dan peralatan listrik portabel lainnya.
2. Lithium Mangan Oksida
Jenis selanjutnya yaitu jenis baterai yang terbuat dari litium mangan oksida juga terkadang disebut sebagai mangan spinel atau li-mangan, serta dengan nama lithium battery mangan atau baterai mangan lithium-ion.
Teknologi baterai semacam ini dikembangkan pada tahun 1980-an, dan artikel pertama tentang masalah ini diterbitkan dalam Buletin Penelitian Material pada tahun 1983. Pada tahun 1996, Moli Energy menciptakan sel lithium-ion pertama untuk penggunaan komersial yang menggunakan lithium mangan oksida sebagai bahan katoda.
Selain lebih aman daripada jenis battery lithium-ion lainnya, lithium battery mangan oksida dikenal karena stabilitas suhunya yang sangat baik.
Oleh karena itu, mereka sering digunakan dalam peralatan medis, meskipun juga dapat ditemukan di sepeda listrik, perkakas listrik, dan barang lainnya. Baterai lithium mangan oksida juga dapat digunakan untuk menyalakan mobil listrik dan laptop.
3. Lithium Besi Fosfat
Fosfat berfungsi sebagai katoda dalam baterai lithium besi fosfat, kadang-kadang disebut sebagai baterai li-fosfat. Mereka mendapatkan keuntungan dari memiliki karakteristik resistansi rendah karena mereka meningkatkan stabilitas dan keamanan.
Daya tahan lama dan umur siklus adalah keuntungan lebih lanjut; baterai yang terisi penuh dapat disimpan tanpa mempengaruhi masa pakainya secara keseluruhan. Jika masa pakai baterai yang lama diperhitungkan, baterai litium-fosfat seringkali merupakan pilihan yang paling terjangkau.
Baterai li-fosfat memiliki energi lebih sedikit daripada jenis baterai lithium lainnya, namun karena tegangannya yang lebih rendah. Karena masa pakainya yang lama dan tingkat keamanan yang tinggi, baterai ini sering digunakan pada sepeda motor listrik serta aplikasi lainnya. Baterai ini sering digunakan pada kendaraan listrik.
4. Lithium Nikel Mangan Kobalt Oksida
Baterai yang terdiri dari beberapa komponen tipikal jenis baterai lithium-ion digunakan untuk membuat lithium battery nikel mangan kobalt oksida, juga dikenal sebagai baterai lithium mangan kobalt oksida atau baterai NMC.
Katoda di dalamnya terdiri dari nikel, mangan, dan kobalt. Baterai NMC dapat memiliki kerapatan energi spesifik yang tinggi atau daya spesifik yang tinggi, sama seperti jenis baterai lithium-ion lainnya. Namun demikian, mereka tidak dapat memiliki kedua kualitas tersebut. Perkakas listrik dan mesin mobil paling sering menggunakan jenis baterai ini.
60 persen nikel, 20 persen mangan, dan 20 persen kobalt sering membentuk campuran katoda. Karena kobalt mungkin sangat mahal, ini berarti biaya bahan mentah lebih rendah daripada solusi baterai lithium-ion lainnya.
Karena beberapa produsen baterai bersiap untuk mengubah bahan kimia baterai mereka menjadi kandungan nikel yang lebih tinggi sehingga mereka dapat menggunakan lebih sedikit kobalt, biaya baterai ini dapat turun lebih rendah lagi di masa mendatang. Karena tingkat pemanasan sendiri yang sangat rendah, baterai jenis ini biasanya disukai untuk mobil listrik, seperti golf cart maupun bus listrik.
5. Lithium Nikel Kobalt Aluminium Oksida
Baterai lithium nikel kobalt aluminium oksida, umumnya dikenal sebagai baterai NCA, memainkan peran lebih besar dalam penyimpanan jaringan dan drivetrain listrik.
Meskipun baterai NCA tidak umum di sektor konsumen, baterai ini memiliki potensi besar untuk sektor otomotif. Baterai NCA menawarkan pilihan energi tinggi yang tahan lama, tetapi harganya lebih mahal dan kurang aman dibandingkan jenis baterai lithium-ion lainnya.
Untuk memastikan keamanan pengemudi, baterai NCA harus digunakan bersama dengan peralatan pemantauan. Mengingat baterai NCA secara konsisten digunakan pada kendaraan listrik, diharapkan seiring dengan meluasnya penggunaan kendaraan listrik, kebutuhan akan baterai tersebut juga akan meningkat.
6. Lithium Titanate
Baterai lithium titanat, terkadang disebut sebagai titanat, adalah keluarga baterai yang menawarkan jangkauan penggunaan yang semakin luas. Karena nanoteknologinya yang unggul, lithium battery memiliki waktu pengisian ulang yang sangat cepat, menurut Battery Space.
Baterai lithium-titanat sekarang digunakan oleh produsen mobil listrik, sepeda, dan ada potensi penggunaannya di bus listrik untuk angkutan umum. Namun, dibandingkan dengan jenis baterai lithium-ion lainnya, baterai ini memiliki voltase bawaan yang lebih rendah atau kepadatan energi yang lebih rendah, yang dapat menyebabkan masalah pada sistem starter kendaraan. Namun, lithium battery titanate masih memiliki kepadatan yang lebih tinggi daripada baterai non-lithium-ion lainnya, yang merupakan keunggulannya.
Baterai ini dapat digunakan dalam industri militer dan kedirgantaraan, serta dalam pembuatan jaringan cerdas dan penyimpanan energi angin dan matahari. Selain itu, menurut Battery Space, baterai ini dapat digunakan untuk cadangan sistem daya yang sangat penting bagi sistem. Sekian artikel ini semoga bermanfaat!