Baterai Litium untuk Kendaraan Listrik

Teknisimobil.com – Pada bagian sebelumnya telah kita bahas baterai berbasis sodium tentang kali ini teknisimobil akan mencoba menjelaskan tentang baterai litium untuk kendaraan listrik. Apakah baterai litium merupakan baterai yang lebih unggul jika dibandingkan dengan baterai berbasis nikel atau baterai asam timbal? Dilihat dari berbagai kelebihan dan kekurangan bisa jadi baterai selain baterai litium akan lebih baik. Oleh karena itu, mari kita simak bersama bagaimana sepak terjang baterai litium pada kendaraan listrik dibanding baterai lainnya.

Baterai Litium

Sumber gambar: https://www.lithiumion-batteries.com/uploads/files/15728/xlarge/12V-Lithium-batteries.jpg

Sejak akhir tahun 1980-an sel lithium (lithium cells) yang dapat diisi ulang mulai beredar di pasaran. Mereka menawarkan peningkatan kepadatan energi yang sangat tinggi dibandingkan dengan baterai isi ulang lainnya, meski dengan biaya yang juga meningkat walaupun ini akan [memungkinkan] turun. Ini adalah fitur mapan bagi komputer laptop dan ponsel termahal yang bisa menggunakan baterai lithium rechargeable, bukan sel NiCad atau NiMH dengan biaya lebih rendah yang dianggap sebelumnya.

Sampai munculnya baterai lithium, pengembangan baterai yang sesuai untuk EVs bisa dibilang dipandang seperti seorang pejalan kaki. Perkembangan baterai baru-baru ini melonjak maju dan baterai lithium telah berkembang sampai pada titik di mana produsen motor siap menghasilkan EVs secara massal. Kita belum mencapai tahap di mana baterai lithium komersial dikembangkan sepenuhnya, namun ada prediksi bahwa pada tahun 2020 baterai lithium memiliki energi spesifik lebih besar dari 300 Wh kg-1, kira-kira 10 kali baterai timbal asam timbal.

Baterai Litium Polimer

Baterai litium polimer menggunakan logam litium untuk elektroda negatif dan oksida interkalasi logam transisi untuk yang positif. Dalam reaksi kimia yang dihasilkan, lithium bergabung dengan oksida logam untuk membentuk oksida logam litium dan melepaskan energi. Bila baterai diisi ulang, reaksi kimia akan terbalik. Dengan demikian lithium merupakan reaktan dan ion bergerak yang bergerak melalui elektrolit. Keseluruhan reaksi kimia adalah sebagai berikut

xLi + MyOz ↔ LixMyOz

Elektroda negatif lithium padat telah menjadi penyebab masalah pada jenis sel ini, yaitu kesulitan keamanan dan kadang-kadang terjadi penurunan kinerja akibat passivasi. Dengan demikian sel-sel ini telah digantikan oleh baterai lithium ion.

Baterai Litium Ion

Baterai lithium ion adalah keluarga tipe isi ulang dimana ion lithium bergerak dari elektrode negatif ke elektrode positif saat keluar, dan kembali saat pengisian daya. Karakteristik kimia, kinerja, biaya dan keamanan bervariasi di antara jenis ini.

Baterai lithium ion adalah baterai isi ulang dimana ion lithium berpindah antara anoda dan katoda, menciptakan aliran listrik. Lithium dalam anoda (bahan karbon) diionisasi dan dipancarkan ke elektrolit. Ion lithium bergerak melalui pemisah plastik berpori dan masuk ke katoda. Pada saat bersamaan, elektron dilepaskan dari anoda. Ini menjadi arus listrik yang melaju ke sirkuit listrik luar. Selama pengisian, ion lithium beralih dari katoda ke anoda melalui pemisah. Karena ini adalah reaksi kimia reversibel, baterai bisa diisi ulang.

Tiga komponen fungsional utama dari baterai lithium ion adalah anoda, katoda dan elektrolit. Anoda dari sel lithium ion konvensional terbuat dari karbon, katoda adalah oksida logam, dan elektrolitnya adalah garam litium dalam pelarut organik.

Bahan anoda yang paling populer secara komersial adalah grafit. Katoda umumnya satu dari tiga bahan: oksida berlapis (seperti oksida kobalt lithium), polianion (seperti litium besi fosfat) atau spinel (seperti oksida mangan litium).

Elektrolit biasanya merupakan campuran karbonat organik. Bergantung pada pilihan bahan, voltase, kapasitas, hidup dan keamanan baterai lithium ion bisa berubah drastis. Baru-baru ini, arsitektur baru yang menggunakan nanoteknologi telah digunakan untuk meningkatkan kinerja.

Lithium murni bereaksi dengan kuat dengan air sehingga elektrolit non-aqueous digunakan, dan wadah tertutup yang secara kaku tidak termasuk air dari kemasan baterai.

Baterai lithium ion lebih mahal daripada baterai NiCad namun beroperasi pada rentang suhu yang lebih luas dengan kepadatan energi yang lebih tinggi, sementara menjadi lebih kecil dan lebih ringan. Mereka rapuh dan membutuhkan rangkaian pelindung untuk membatasi voltase puncak.

Awalnya digunakan untuk para konsumen elektronik, baterai lithium ion (LIB) semakin populer untuk diterapkan pada EV. Penelitian menghasilkan aliran perbaikan teknologi LIB tradisional, yang berfokus pada kepadatan energi, daya tahan, biaya dan keamanan.

LIB diperkenalkan pada awal 1990an dan menggunakan oksida interkalasi logam transisi lithiated untuk elektroda positif dan karbon litiasi untuk elektrode negatif. Elektrolit adalah larutan organik cair atau polimer padat.

Energi listrik diperoleh dari kombinasi karbon litium dan oksida logam litium untuk membentuk karbon dan oksida logam litium. Reaksi kimia keseluruhan untuk baterai adalah

Lix + MyOz ↔ 6C+ LixMyOz

Fitur penting dari baterai diberikan pada tabel di bawah. Poin penting tentang LIB adalah kontrol voltase yang akurat diperlukan saat mengisi sel lithium. Jika sedikit terlalu tinggi bisa merusak baterai; terlalu rendah dan baterai akan terisi penuh. Pengisi daya komersial yang sesuai sedang dikembangkan bersamaan dengan baterai.

Baterai Litium

LIB memiliki kelebihan berat yang cukup besar dibandingkan sistem baterai lainnya dan ini membuatnya menjadi kandidat yang sangat menarik untuk EVs. Energi spesifik, misalnya, sekitar tiga kali lipat dari baterai timbal asam, dan ini bisa memberi mobil kisaran yang sangat masuk akal. Namun, baterai besar sampai saat ini sangat mahal harganya, meski harganya kini turun ke titik di mana LIB adalah baterai pilihan untuk EVs. Dengan perkembangan terakhir dan peningkatan energi spesifik, perusahaan besar telah menyiapkan jalur produksi.

[Baca juga: Cara mengganti kanvas rem depan Honda CR-V]

Seperti kebanyakan komponen pasar siap dikombinasikan dengan produksi kuantitas sering menyebabkan perkembangan pesat dan penurunan harga lebih lanjut. EVS paling modern termasuk Nissan Leaf, Mitsubishi MiEV, Tesla Roadster dan Chevrolet Volt menggunakan LIBs. Baterai di Nissan Leaf memiliki kapasitas 24 kWh dan energi spesifik sel adalah 140 Wh kg-1. Perkiraan perkembangan baterai pada tahun 2015 akan memberikan energi spesifik sebesar 200 Wh kg-1.[]

The post Baterai Litium untuk Kendaraan Listrik appeared first on Teknisimobil.com.