Baterai Li-ion
kadar
Baterai lithium ion atau baterai lithium ion adalah jenis baterai lithium
Teknologi yang muncul untuk e-mobilitas
Ponsel cerdas, kamera terpasang, drone, perkakas listrik, sepeda motor listrik, skuter ... baterai lithium ada di mana-mana dalam kehidupan kita sehari-hari saat ini dan telah merevolusi banyak kegunaan. Tapi apa yang sebenarnya mereka bawa dan apakah mereka masih bisa berevolusi?
Cerita
Pada tahun 1970-an baterai lithium-ion diperkenalkan oleh Stanley Whittingham. Pekerjaan yang terakhir akan dilanjutkan oleh John B. Goodenough dan Akiro Yoshino pada tahun 1986. Baru pada tahun 1991 Sony meluncurkan baterai pertama dari jenisnya di pasar dan memulai revolusi teknologi. Pada 2019, tiga penemu bersama dianugerahi Hadiah Nobel dalam Kimia.
Bagaimana cara kerjanya?
Baterai lithium-ion sebenarnya adalah paket beberapa sel lithium-ion yang menyimpan dan mengembalikan energi listrik. Baterai didasarkan pada tiga komponen utama: elektroda positif, yang disebut katoda, elektroda negatif, yang disebut anoda, dan elektrolit, larutan konduktif.
Ketika baterai habis, anoda memancarkan elektron melalui elektrolit ke katoda, yang pada gilirannya bertukar ion positif. Gerakan berubah saat mengisi daya.
Oleh karena itu, prinsip operasi tetap sama seperti untuk baterai "timbal", kecuali bahwa di sini timbal dan oksida timbal dari elektroda digantikan oleh katoda kobalt oksida, yang mencakup sedikit bunga bakung dan anoda grafit. Demikian juga, asam sulfat atau penangas air memberi jalan pada elektrolit garam litium.
Elektrolit yang digunakan saat ini adalah dalam bentuk cair, tetapi penelitian bergerak menuju elektrolit yang padat, lebih aman, dan lebih tahan lama.
Keuntungan
Mengapa baterai lithium-ion menggantikan orang lain dalam 20 tahun terakhir?
Jawabannya sederhana. Baterai ini memberikan kepadatan energi yang sangat baik dan oleh karena itu memberikan kinerja yang sama untuk penghematan berat dibandingkan dengan timbal, nikel ...
Baterai ini juga memiliki self-discharge yang relatif rendah (maksimal 10% per bulan), bebas perawatan dan tidak memiliki efek memori.
Akhirnya, jika lebih mahal daripada teknologi baterai yang lebih lama, mereka lebih murah daripada polimer lithium (Li-Po) dan tetap lebih efisien daripada lithium fosfat (LiFePO4).
Kekurangan:
Namun, baterai lithium-ion tidak ideal dan, khususnya, memiliki lebih banyak kerusakan sel jika benar-benar habis. Karena itu, agar mereka tidak kehilangan propertinya terlalu cepat, lebih baik memuatnya tanpa menunggu sampai rata.
Pertama-tama, baterai dapat menimbulkan risiko keamanan yang serius. Ketika baterai kelebihan beban atau turun di bawah -5 ° C, litium membeku melalui dendrit dari masing-masing elektroda. Ketika anoda dan katoda dihubungkan oleh dendritnya, baterai dapat terbakar dan meledak. Banyak kasus yang dilaporkan dengan Nokia, Fujitsu-Siemens atau Samsung, ledakan juga terjadi di pesawat, jadi hari ini dilarang membawa baterai lithium-ion di palka, dan naik di kabin sering dibatasi dalam hal daya (dilarang di atas 160 Wh dan tunduk pada izin dari 100 hingga 160 Wh).
Oleh karena itu, untuk mengatasi fenomena ini, pabrikan telah menerapkan sistem kontrol elektronik (BMS) yang mampu mengukur suhu baterai, mengatur tegangan, dan bertindak sebagai pemutus arus jika terjadi anomali. Elektrolit padat atau gel polimer juga merupakan perspektif yang dieksplorasi untuk mengatasi masalah tersebut.
Selain itu, untuk menghindari panas berlebih, pengisian daya baterai diperlambat selama 20 persen terakhir, sehingga waktu pengisian daya sering kali hanya diiklankan pada 80% ...
Namun, baterai lithium-ion yang sangat praktis untuk penggunaan sehari-hari memiliki dampak besar pada lingkungan, pertama dengan mengekstraksi lithium, yang membutuhkan air tawar dalam jumlah besar, dan kemudian mendaur ulangnya di akhir masa pakainya. Namun, daur ulang atau reuse semakin meningkat dari tahun ke tahun.
Apa masa depan ion lithium?
Ketika penelitian semakin bergerak ke arah teknologi alternatif yang kurang berpolusi, lebih tahan lama, lebih murah untuk diproduksi, atau lebih aman, apakah baterai lithium-ion telah mencapai potensinya?
Baterai lithium-ion, yang telah bekerja pada skala industri selama tiga dekade, tidak memiliki kata terakhir, dan perkembangan terus meningkatkan kepadatan energi, kecepatan pengisian, atau keamanan. Hal ini sudah kita saksikan dari tahun ke tahun, khususnya di bidang kendaraan bermotor roda dua, dimana skutik baru ada sekitar lima puluh kilometer 5 tahun yang lalu, beberapa sepeda motor kini sudah melebihi 200 terminal jangkauan.
Janji-janji revolusi juga legiun seperti elektroda karbon Nawa, baterai lipat Jenax, suhu operasi 105 ° C di NGK ...
Sayangnya, penelitian sering dihadapkan pada kenyataan pahit tentang profitabilitas dan keharusan industri. Sambil menunggu pengembangan teknologi alternatif, terutama lithium-air yang diantisipasi, lithium-ion masih memiliki masa depan yang cerah, terutama di dunia kendaraan roda dua listrik, di mana bobot dan pengurangan jejak merupakan kriteria penting.
