Apa yang dimaksud dengan Baterai Lithium?

Baterai lithium umumnya ditemukan pada perangkat elektronik konsumen seperti ponsel dan komputer laptop, serta memberi daya pada peralatan tanpa kabel dan kendaraan listrik. Manfaatnya termasuk kepadatan energi yang tinggi dan umur yang panjang dibandingkan dengan baterai alkaline serta lebih aman secara keseluruhan.

Baterai ini memiliki pengumpul arus positif dan negatif, larutan elektrolit, dan pemisah. Proses penyimpanan energinya melibatkan interkalasi ion litium ke dalam padatan penghantar elektronik melalui interkalasi ion litium yang dapat dibalik ke dalam bahan penghantar elektronik.

Baterai lithium-ion adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang

Baterai lithium-ion adalah baterai isi ulang yang menggunakan ion lithium untuk menyimpan energi, dan telah menjadi salah satu jenis yang paling banyak digunakan. Anda mungkin akan menemukan baterai lithium-ion di peralatan rumah tangga seperti jam alarm, senter, alat cukur, dan telepon nirkabel; komputer laptop dan ponsel pintar juga menggunakannya. Popularitasnya yang luar biasa berasal dari kepadatan energinya yang tinggi yang memungkinkan lebih banyak daya untuk dikemas ke dalam ruang yang lebih kecil dibandingkan dengan baterai tradisional - dan telah memungkinkan lithium-ion menjadi jauh lebih ringkas dan portabel daripada baterai tradisional.

Baterai ini berisi dua elektroda dengan elektrolit di antaranya. Pada saat pengosongan, elektroda negatif melepaskan elektron ke elektroda positif dan elektron ini dikumpulkan oleh sirkuit eksternal untuk memanen energi sebelum disimpan sebagai energi kimia dalam baterai melalui proses yang dikenal sebagai interkalasi atau deinterkalasi.

Ketika mengisi daya, yang terjadi adalah sebaliknya: elektron dari satu elektroda berpindah ke elektroda negatif melalui sambungan arde positif, menghasilkan ion-ion yang bergerak keluar melalui saluran elektrolit ke dunia luar di mana mereka dapat dikumpulkan oleh kolektor sebelum diisi ulang lagi oleh elektroda positif. Proses ini berulang setiap kali siklus pengisian/pengosongan terjadi.

Baterai lithium-ion menawarkan banyak keuntungan dibandingkan baterai kimia lainnya, termasuk biaya yang lebih rendah, kepadatan energi yang lebih tinggi, dan masa pakai yang lebih lama. Selain itu, baterai lithium-ion lebih aman daripada baterai timbal-asam dan lebih ramah lingkungan - namun masih menimbulkan risiko kebakaran karena mudah mengalami korsleting serta risiko pelarian panas yang dapat menyebabkan baterai terlalu panas dan akhirnya meledak.

Baterai ini tersedia dalam berbagai bentuk agar sesuai dengan berbagai perangkat. Contoh umum baterai lithium termasuk ukuran silinder AAA, AA, C atau D serta bentuk khusus yang digunakan oleh beberapa kamera digital dan laptop. Selain itu, baterai lithium juga ditemukan di peralatan kecil, mainan anak-anak, rokok elektrik, dan bahkan dapat membantu menyalakan mobil listrik! Meskipun baterai lithium terkadang sulit dikenali dari jenis baterai lainnya, biasanya kata "lithium" yang tercetak di suatu tempat di baterai tersebut dapat membantu mengidentifikasinya dengan mudah.

Mereka memiliki kepadatan energi yang tinggi

Baterai litium memiliki kepadatan energi yang memungkinkannya menyimpan daya per volume atau massa, membuatnya lebih kecil, lebih ringan, dan mampu memberikan lebih banyak daya daripada baterai alkali tradisional. Umurnya yang lebih panjang juga membuat baterai ini populer di kalangan laptop, ponsel, mobil hibrida, dan kendaraan listrik.

Kepadatan energi mengukur jumlah energi listrik yang tersimpan di dalam baterai dan dinyatakan sebagai watt-jam per kilogram (Wh/kg). Hal ini tidak boleh disamakan dengan kepadatan daya, yang mengukur berapa banyak daya yang dapat dikirim dari waktu ke waktu; kepadatan daya lebih relevan ketika berurusan dengan perangkat yang membutuhkan daya sesaat seperti lampu atau peralatan yang menuntut pengiriman daya segera.

Kepadatan energi baterai litium bergantung pada bahan yang dipilih untuk elektroda katoda dan anoda, elektrolit, dan komponen tambahan lainnya. Anoda harus terdiri dari non-logam seperti karbon yang dapat berinteraksi secara kimiawi dengan litium, sedangkan katoda harus terdiri dari logam yang mampu menerima ion litium selama proses pengosongan/pengisian. Hal ini memastikan ion litium mengalir di antara elektroda dengan kecepatan yang berbeda selama siklus pengisian/pengosongan.

Saat baterai habis, ion lithium negatif berpindah dari anoda ke katoda melalui cairan elektrolit dan bergabung dengan bahan katoda dalam setengah reaksi reduksi internal, melepaskan elektron yang menyelesaikan sirkuit eksternal dan melakukan pekerjaan.

Logam litium terlalu reaktif untuk digunakan sebagai anoda, tetapi dapat diinterkalasi ke dalam bahan katoda non-logam untuk membentuk apa yang dikenal sebagai elektroda interkalasi. Karena tingkat reaktivitas litium yang tinggi, bahan anoda dan katoda harus dipisahkan menggunakan elektrolit polimer padat untuk menghindari ion litium terpapar air, yang akan terurai pada tegangan sel dan menyebabkan korsleting internal.

Baterai lithium-ion menawarkan kepadatan energi yang tinggi, membuatnya serbaguna dalam penggunaannya dan lebih aman daripada baterai alkaline yang dapat menghasilkan panas yang berlebihan atau terbakar ketika diisi daya secara berlebihan. Selain itu, baterai lithium-ion bertahan empat kali lebih lama.

Mereka dapat diisi ulang dengan cepat

Baterai lithium menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi daripada baterai alkaline dan dapat diisi ulang dengan lebih cepat, sehingga ideal untuk perkakas listrik, perangkat portabel yang dapat dikenakan, kendaraan hibrida dan listrik, dll. Namun, daya tahan baterai ini bergantung pada beberapa faktor, termasuk suhu dan cara pengisian daya - untuk mendapatkan nilai maksimum dari baterai lithium Anda, sangat penting untuk menggunakan pengisi daya berkualitas tinggi dan mengikuti instruksinya dengan ketat; juga mengisi daya pada suhu kamar membantu mencegah penuaan dini pada isinya.

Baterai lithium-ion terdiri dari satu atau lebih sel yang dilengkapi dengan anoda, katoda, pemisah, dan elektrolit; elemen-elemen ini bekerja sama untuk menyimpan ion lithium positif dan negatif. Ketika arus listrik eksternal melewati baterai, ion lithium berpindah dari anoda ke katoda melalui elektrolit dan menciptakan perbedaan potensial listrik antara elektroda yang memberi daya pada perangkat yang diberi daya.

Masa pakai baterai tergantung pada banyak variabel, seperti suhu dan pola penggunaan. Jumlah siklus dan ketahanan internal juga memainkan peran penting, tetapi tidak terlalu krusial. Meskipun banyak produsen perangkat yang menyarankan untuk mengganti baterai setelah jumlah siklus tertentu (dikenal sebagai jumlah siklus dalam bahasa ilmiah), pendekatan ini dapat bervariasi secara mendalam (untuk lebih jelasnya, lihat BU-501: Dasar-dasar tentang Pengosongan). Oleh karena itu, lebih baik menilai kinerja berdasarkan kapasitas sebagai indikasi kesehatan.

Pengisian daya baterai yang tepat membutuhkan arus konstan (CC) dan tegangan konstan (CV). Pengisian CC akan membawa baterai ke batas tegangan target per sel; setelah tercapai, pengisian CV secara bertahap mengurangi arus untuk mencegah pengisian berlebih yang dapat memperpendek masa pakai baterai dan memperpendek masa pakainya. Pengisian daya dapat dilakukan dengan menggunakan adaptor AC atau pengisi daya baterai khusus; untuk hasil yang optimal, gunakan yang terakhir untuk hasil yang optimal dalam hal menghindari penuaan dini pada anoda dan katoda.

Mereka aman

Baterai litium terdiri dari anoda dan katoda yang dipisahkan oleh lapisan elektrolit, yang dihubungkan oleh elektron yang mengalir di antara elektroda saat dinyalakan. Ketika proses ini berlangsung, elektron mengalir di sepanjang jalurnya di antara elektroda yang menghasilkan arus listrik dan memanaskan anoda; sementara pada saat yang sama katoda melepaskan ion litium yang bergerak kembali ke arahnya. Kepadatan energi tergantung pada jumlah lithium yang digunakan dan tegangan sel; misalnya baterai dengan tingkat pengisian daya 3,5 Ah mengandung 41,7kJ per gram lithium yang melebihi yang ditemukan dalam bensin!

Baterai litium bisa sangat sensitif terhadap suhu tinggi. Oleh karena itu, sangat penting bagi pengguna untuk mengikuti petunjuk produk, menghindari kekerasan fisik, dan memeriksa kondisi daya baterai mereka secara teratur. Selain itu, menggunakan pengisi daya yang secara khusus dirancang untuk jenis baterai lithium-ion mereka akan mengontrol jumlah daya yang masuk dan mencegah pengisian daya berlebih yang dapat menyebabkan pelarian termal.

Menyimpan baterai lithium-ion di tempat yang berventilasi baik merupakan langkah keamanan penting lainnya, membantu mencegah baterai menjadi terlalu panas dan memicu kebakaran yang dapat dengan cepat menyebar ke seluruh bisnis, bangunan, dan lingkungan sekitar - menjadi tidak terkendali dan berbahaya bagi semua orang yang terlibat.

Segera setelah api baterai lithium menyala, sangat penting bagi Anda untuk tetap tenang dan bertindak cepat. Jika kobaran api cukup kecil, cobalah memadamkannya dengan alat pemadam api ringan (APAR) atau air. Namun, kebakaran yang lebih besar membutuhkan evakuasi segera dan panggilan ke 911 - tetapi dalam hal apa pun, cobalah untuk tidak panik!

Ledakan yang melibatkan baterai lithium-ion sangat berbahaya dan harus ditangani dengan baik. Perhatikan tanda-tanda peringatan seperti pembengkakan, suara mendesis atau letupan aneh, panas yang berlebihan atau bau yang tidak biasa; jika ada gejala seperti itu, segera keluarkan baterai dari layanan dan letakkan di permukaan non-konduktif yang jauh dari bahan yang mudah terbakar sesegera mungkin jika panas. Jika baterai menjadi panas saat disentuh, maka kemungkinan telah terjadi kerusakan internal yang dapat mengakibatkan baterai meledak saat diaktifkan.

Jika Anda bepergian dengan baterai lithium-ion, sangat penting bagi Anda untuk memahami peraturan pengangkutan melalui udara. Jika ragu tentang apa yang perlu dilakukan, hubungi maskapai penerbangan Anda atau Perwakilan Barang Berbahaya untuk mendapatkan panduan dan bantuan.