Baterai mobil listrik memegang peran sentral dalam fungsi mobil listrik. Dalam kendaraan listrik, yang dikenal sebagai Battery Electric Vehicle (BEV), baterai adalah sumber daya utama yang menyimpan energi listrik dan menggerakkan kendaraan.
Jenis baterai mobil listrik yang digunakan bervariasi tergantung pada konfigurasi sistem mobil. Namun, baterai yang paling umum dan banyak digunakan dalam kendaraan listrik saat ini adalah jenis lithium-ion. Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan berbagai jenis baterai mobil listrik beserta karakteristik uniknya. Mari kita simak!
Dasar-Dasar Baterai Mobil Listrik
Sebelum kita mendalam tentang baterai mobil listrik, mari kita pahami dasar-dasar teknologi ini. Baterai mobil listrik adalah perangkat penyimpanan energi listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik yang menggerakkan kendaraan.
Mereka bekerja dengan mengandalkan dua elektroda (anoda dan katoda) yang terpisah oleh elektrolit. Ketika mobil dinyalakan, aliran listrik mengalir dari baterai ke motor listrik, menghasilkan daya yang memutar roda dan menggerakkan kendaraan.
Baterai mobil listrik biasanya menggunakan jenis baterai yang disebut baterai ion litium, yang terkenal karena tingkat energi yang tinggi, berat ringan, dan umur pakai yang baik. Selain itu, mereka juga lebih ramah lingkungan daripada baterai berat lainnya seperti baterai timbal-asam.
Jenis Baterai Mobil Listrik dan Karakteristiknya
1. Baterai Lithium-ion (Li-ion)
Baterai lithium-ion (Li-ion) adalah jenis baterai yang paling umum digunakan dalam mobil listrik. Anda mungkin sudah akrab dengan baterai ini karena sering digunakan dalam perangkat elektronik portabel seperti ponsel dan laptop.
Namun, dalam konteks mobil listrik, baterai Li-ion memiliki skala kapasitas fisik yang jauh lebih besar daripada perangkat portabel. Salah satu keunggulan utama dari baterai Li-ion adalah rasio daya terhadap berat yang sangat tinggi. Ini berarti baterai Li-ion mampu menyimpan banyak energi dalam perbandingan beratnya.
Baterai ini juga memiliki efisiensi energi yang tinggi dan performa yang baik pada suhu tinggi. Selain itu, rasio energi per berat baterai Li-ion juga tinggi, memberikan kekuatan yang optimal. Baterai Li-ion memiliki keunggulan dalam hal pengisian daya yang lebih cepat, masa pakai yang lebih lama, dan kepadatan daya yang tinggi.
Hal ini berarti mobil listrik dapat menempuh jarak yang lebih jauh dengan setiap pengisian daya, dan baterai itu sendiri memiliki bobot yang lebih ringan. Selain itu, baterai Li-ion juga aman digunakan karena tidak mengandung zat berbahaya bagi manusia.
Keunggulan lain dari baterai Li-ion adalah tingkat “self-discharge” yang rendah. Ini berarti baterai dapat mempertahankan muatan penuhnya dalam jangka waktu yang lebih lama dibandingkan dengan baterai lainnya. Selain itu, sebagian besar baterai Li-ion dapat didaur ulang, menjadikannya pilihan yang ramah lingkungan.
Baterai Li-ion banyak digunakan dalam berbagai jenis mobil listrik, termasuk Battery Electric Vehicle (BEV) dan Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV). Misalnya, Nissan Kicks e-Power juga menggunakan baterai lithium-ion dalam konfigurasinya. Dengan semua keunggulan ini, baterai Li-ion terus menjadi pilihan utama dalam mendorong perkembangan mobilitas listrik yang lebih efisien dan ramah lingkungan.
2. Baterai Nickel-metal hydride (NiMH)
Perbedaan utama antara baterai Li-ion dan NiMH terletak pada bahan yang digunakan untuk menyimpan energi. Baterai lithium-ion (Li-ion) terdiri dari karbon dan lithium yang sangat reaktif, mampu menyimpan sejumlah besar energi.
Di sisi lain, baterai Nickel-Metal Hydride (NiMH) menggunakan hidrogen sebagai media penyimpanan energi, dengan nikel dan logam lainnya, seperti titanium, yang berperan dalam mengatur aliran ion hidrogen.
Baterai NiMH lebih sering digunakan dalam kendaraan listrik hibrida (HEV). Baterai ini tidak secara langsung menerima tenaga dari luar, melainkan pengisian ulangnya tergantung pada berbagai faktor, seperti kecepatan mesin, putaran roda, dan sistem pengereman regeneratif.
Kelebihan utama baterai NiMH adalah umur pakai yang lebih panjang atau disebut juga sebagai siklus hidupnya. Selain itu, baterai NiMH relatif lebih mudah didaur ulang dan memiliki dampak lingkungan yang lebih sedikit karena mengandung bahan beracun yang lebih sedikit.
Namun, baterai NiMH memiliki beberapa kelemahan yang signifikan, termasuk harga yang lebih tinggi, tingkat “self-discharge” yang lebih cepat, dan produksi panas yang lebih besar. Keterbatasan-keterbatasan ini menjadikannya kurang efisien untuk digunakan sebagai baterai mobil listrik yang memerlukan pengisian daya eksternal, seperti dari jaringan listrik (PLN).
Oleh karena itu, baterai NiMH lebih umum digunakan dalam kendaraan hibrida yang dapat mengisi daya melalui mekanisme lain, seperti pengereman regeneratif, dan ini menjelaskan mengapa baterai ini paling sering digunakan dalam mobil hibrida.
3. Baterai Lead-acid
Baterai lead-acid (SLA) adalah jenis baterai isi ulang yang telah ada sejak lama. Meskipun kapasitasnya tidak sebanding dengan baterai lithium dan NiMH, dan beratnya jauh lebih tinggi, baterai SLA tetap menjadi pilihan yang terjangkau dan aman.
Saat ini, ada upaya untuk mengembangkan baterai mobil listrik SLA dengan kapasitas yang lebih besar, namun hingga saat ini, baterai SLA lebih umum digunakan dalam kendaraan komersial sebagai sistem penyimpanan sekunder.
4. Baterai Solid-state
Baterai solid-state, sesuai dengan namanya, menghilangkan penggunaan elektrolit cair yang biasa ditemukan dalam baterai lithium-ion. Sebagai gantinya, baterai solid-state menggunakan elektrolit padat, yang dapat berupa berbagai bahan seperti gelas, keramik, atau material lain.
Struktur keseluruhan baterai solid-state mirip dengan baterai lithium-ion tradisional, namun tanpa adanya cairan, baterai dapat menjadi lebih padat dan kompak. Dalam hal penggunaan dan pengisian daya, baterai solid-state beroperasi mirip dengan baterai lithium-ion konvensional.
Baterai solid-state bukanlah teknologi baru, tetapi penggunaannya dalam industri otomotif masih relatif baru. Sebelumnya, baterai jenis ini telah digunakan selama bertahun-tahun dalam perangkat kecil seperti alat pacu jantung, perangkat yang dapat dikenakan, dan sistem RFID. Antusiasme terhadap kemampuan baterai solid-state dalam meningkatkan performa kendaraan listrik sangat tinggi.
Penggunaan elektrolit padat dalam baterai solid-state memiliki potensi untuk meningkatkan kapasitas baterai karena jejaknya yang lebih kecil daripada elektrolit cair konvensional. Dengan kapasitas yang sama yang biasanya diperlukan oleh baterai lithium-ion dalam kendaraan, baterai solid-state mampu menyediakan kapasitas yang lebih besar, bahkan hingga dua hingga sepuluh kali lipat lebih besar.
5. Baterai Nickel-cadmium
Baterai “Ni-Cd” memiliki sejumlah keunggulan, termasuk kapasitas penyimpanan yang signifikan dan umur pakai sekitar 500 hingga 1.000 siklus pengisian daya. Namun, baterai ini memiliki berat yang cukup tinggi dan rentan terhadap efek memori, yaitu penurunan kinerja saat mengalami siklus pengosongan sebagian.
Meskipun digunakan dalam produksi kendaraan listrik pada tahun 90-an, baterai Ni-Cd kini dilarang karena mengandung kadmium yang bersifat toksik.
6. Baterai Ultracapacitor
Baterai ultracapacitor berbeda dari baterai elektrokimia lainnya karena menyimpan energi dalam bentuk cairan terpolarisasi antara elektroda dan elektrolit. Dengan peningkatan luas permukaan cairan ini, kapasitas penyimpanan energi juga meningkat.
Sama seperti baterai SLA, battery ultracapacitor sangat cocok sebagai perangkat penyimpanan sekunder pada kendaraan listrik karena membantu meningkatkan beban baterai elektrokimia. Selain itu, ultracapacitor juga dapat memberikan tenaga tambahan untuk kendaraan listrik selama percepatan dan pengereman regeneratif.
Inilah beberapa informasi penting tentang jenis dan karakteristik baterai mobil listrik yang perlu Anda ketahui. Semoga bermanfaat!