Baterai Lithium Ion: Pengertian, Fungsi, Jenis, Cara Kerja

Baterai lithium ion merupakan salah satu jenis baterai yang penggunaanya cukup populer di era modern ini. Pasalnya, baterai ini memiliki sejumlah kelebihan dan performa yang mengagumkan. Tentunya jika dibandingkan dengan spesifikasi baterai pada umumnya.

Selain karena bentuknya yang kecil, baterai lithium juga dapat mengemas daya besar, awet dan bisa dipakai untuk jangka waktu lama. Penggunaan baterai tersebut juga sering ditemukan pada berbagai bidang. Yang paling umum yakni sebagai komponen dalam peralatan elektronik hingga seputar otomotif.

Pada artikel kali ini, kita akan membahas spesifik mengenai apa itu baterai lithium ion. Mulai dari pengertian, fungsi, jenis, serta cara kerja dari baterai lithium ion akan dibahas tuntas berikut.

Pengertian Baterai Lithium Ion

Kurang lebih hampir sama dengan sebutannya, baterai lithium ion merupakan sejenis baterai yang bahan elektrokimianya terbuat dari lithium ion.

Baterai lithium ion (Li-ion) adalah jenis baterai yang terkenal dengan kualitas serta performanya yang memiliki bentuk fisiknya kecil, namun dapat menyimpan daya dengan kapasitas besar cukup besar.

Baterai Li-ion merupakan baterai sekunder atau rechargeable battery. Artinya sebelum dipakai baterai harus di charge terlebih dahulu.

Baterai ini memiliki sejumlah kelebihan yang sangat sayang untuk dilewatkan. Salah satu kelebihan baterai lithium ion adalah memiliki kemampuan untuk menyimpan energi yang tinggi untuk setiap satuan volumenya.

Selain itu, baterai Li-ion juga memiliki tingkat kepadatan energi yang baik, tidak mudah kehilangan isi pada saat digunakan, serta kinerjanya tidak berdampak negatif terhadap memorinya.

Pada kehidupan sehari-hari, baterai lithium ion digunakan untuk bebagai keperluan. Di antaranya yaitu dipakai dalam industri militer, dirgantara, elektronik, hingga bidang otomotif.

Komponen Baterai Lithium Ion

Pemakaian baterai lithium ion semakin menarik minat masyarakat. Selain karena densitas tinggi, baterai tersebut juga terkenal dari segi keamanan dan umur pakainya yang panjang.

Untuk mengenal lebih jauh mengenai baterai Li-ion, kita akan mengulas mengenai komponen-komponen baterai lithium ion.

Simak penjelasan lebih detail dari setiap jenis komponen baterai lithium ion sebagai berikut.

1. Control Switch

Switch merupakan komponen yang difungsikan sebagai saklar. Komponen ini umumnya terbuat dari transistor efek medan yang fungsinya digunakan untuk memutus serta menghentikan proses pengisian.

2. Controller IC ( Integrated Circuit)

Controller IC merupakan komponen yang berfungsi untuk memonitor tegangan arus yang terdapat pada baterai.

3. Fuse

Fuse atau sekring adalah komponen yang fungsinya untuk menghemat pemakaian baterai.

Pada saat suhu baterai naik melebihi batas tertentu, fuse secara otomatis akan membuat aliran arus listrik terpotong dan baterai berhenti bekerja.

4. Thermistor

Thermistor adalah komponen yang berfungsi untuk mengendalikan aliran arus pada baterai.

Pada saat bekerja, komponen ini mengandalkan besarnya hambatan arus listrik yang terdapat pada baterai.

5. Positive Temperature Coefficient (PTC)

PTC hanya terdapat pada beberapa jenis baterai lithium ion.

Fungsinya adalah untuk mencegah resiko terjadinya overheating. Dimana resiko terbesar yang terjadi pada komponen adalah error bahkan kerusakan permanen.

Prinsip Kerja Baterai Lithium Ion

Prinsip kerja baterai lithium ion yaitu mengandalkan oksidasi dan reduksi yang terjadi agar nantinya tegangan listrik dihasilkan dan mengisi komponen elektrodanya.

Pada baterai lithium ion, terdapat komposit berstruktur layer yang terdiri dari katoda, anoda, elektrolit dan separator.

Komponen katoda adalah komponen yang terbuat dari oksidasi lithium dan karbon. Sedangkan elektrolit lainya adalah berupa garam lithium yang telah dilarutkan dengan pelarut organik.

Namun karena lithium merupakan logam alkali yang sangat reaktif, maka elekrolitnya tidak mudah larut dalam air. Melainkan hanya akan bereaksi dan membentuk hiroksida lithium dan gas hidrogen saja.

Pada saat baterai melakukan pengisian (charging), maka ion lithium yang semula tedapat pada katoda akan berpindah ke anoda dengan perantara elekrolit. Namun pada saat baterai dipakai, ion lithium yang semula terdapat pada anoda akan kembali ke katoda.

Aliran ion lithium yang terjadi berlawanan arah dengan sirkuit inilah yang memicu timbulnya arus listrik pada baterai. Selain itu juga membuat alat tersebut dapat menyuplai daya untuk berbagai perangkat elektronik.

Jenis -jenis Baterai Lithium Ion

Baterai lithium ion adalah baterai yang memiliki elektrolit yang terbuat dari ion lithium, polimer, dan karbon yang berpadu menjadi satu. Berdasarkan penggunanya, baterai ini dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu unrechargeable baterai dan rechargeable baterai.

Unrechargeable baterai merupakan tipe yang tidak bisa diisi ulang. Jadi dapat disimpulkan baterai ini diciptakan hanya untuk satu kali pemakaian saja.

Sedangkan jenis rechargeable baterai adalah tipe yang bisa diisi dan digunakan secara berulang. Biasanya tipe inilah yang sekarang ini cukup banyak dipakai untuk sejumlah perangkat elektronik portable.

Selain dibedakan berdasarkan penggunaannya, jenis-jenis baterai lithium ion juga dibedakan menjadi beberapa macam, apa saja itu?

Berikut adalah penjelasan dari setiap jenis baterai lithium ion yang dapat Anda simak dibawah ini.

1. Lithium Kobalt Oksida

Lithium kobalt oksida sering disebut juga sebagai lithium ion kobalt. Baterai tipe ini memiliki bahan katoda yang terbuat dari oksida kobalt, sedangkan bahan untuk anoda menggunakan karbon grafit.

Lithium kobalt oksida merupakan baterai dengan spesifikasi tinggi dan terkenal dengan performanya yang cukup baik. Oleh sebab itu, tipe ini sering diaplikasikan pada alat-alat elektronik portable seperti HP, laptop, kamera elektronik dan lain-lain.

2. Lithium Besi Fosfat

Lithium besi fosfat juga dikenal dengan sebutan baterai li-fosfat. Disebut demikian karena tipe yang satu ini memiliki katoda yang terbuat dari material fosfat.

Baterai li-fosfat memiliki banyak kelebihan, diantaranya yaitu, resistensi rendah, stabilitas thermal, keamanan signifikan, serta siklus hidup yang panjang.

Karena memiliki masa pakai yang panjang dan keamanan signifikan, tipe baterai ini biasanya dipakai pada bidang otomotif. Yang paling umum yakni diaplikasikan secara pada kendaraan listrik.

3. Lithium Manganoksida

Jenis baterai lithium ion ini juga dikenal dengan sebutan mangan lithium ion. Disebut demikian yakni karena karakteristiknya yang memakai material mangan oksida sebagai bahan katoda.

Mangan lithium ion tekenal dengan keamanan dan stabilitas suhunya yang baik. Benda yang satu ini sering diaplikasikan untuk berbagai keperluan, di antaranya yaitu dipakai pada peralatan medis, sepeda listrik, perkakas listrik dan lain-lain.

4. Lithium Nikel Mangan Kobalt Oksida

Lithium nikel mangan kobalt oksida juga dikenal dengan sebutan baterai NMC. Pada tipe baterai NMC, bagian katoda terbuat dari kombinasi antara mangan, kobalt dan juga nikel.

Baterai NMC memiliki karakteristik yaitu daya, spesifikasi, dan nilai kepadatannya yang tinggi. Karakteristik lainnya, biaya bahan baku yang dipakai untuk membuatnya juga jauh lebih rendah sehingga berpengaruh terhadap harga jual baterai tersebut.

Pada baterai NMC, perbandingan kombinasi dari bahan katodanya yaitu 20% mangan, 20% kobalt dan 60 % nikel. Penggunaannya sering diaplikasikan pada alat-alat listrik serta powertrains kendaraan.

5. Lithium Nikel Kobalt Aluminium Oksida

Lithium nikel kobalt aluminium oksida juga dikenal dengan sebutan baterai NCA. Dimana baterai NCA merupakan salah satu yang cukup populer penggunaanya di industri otomotif.

Baterai tersebut banyak sekali kelebihannya, di antaranya yaitu tinggi energi dan awet karena memiliki masa pakai panjang. Baterai jenis ini biasa dipakai untuk penyimpanan jaringan, powertrain listrik, hingga dipakai untuk kendaraan listrik.

6. Lithium Titanate

Lithium titanate atau li-titanate merupakan baterai yang dibuat dengan sistem nanoteknologi canggih sehingga dapat mengisi daya dengan cepat. Selain itu, tipe baterai ini juga dapat mengalami peningkatan aplikasi yang signifikan.

Baterai li-titanate biasa diaplikasikan untuk berbagai keperluan di berbagai sektor. Diantaranya yaitu dipakai di bidang militer, kedirgantaraan, dan tentu saja untuk keperluan pengembangan dunia otomotif.

Kelebihan dan Kekurangan Baterai Lithium Ion

Baterai lithium ion memang cukup populer penggunaannya di era modern ini. Hal itu terjadi karena performanya yang baik serta masa pakainya yang cukup panjang.

Meskipun demikian, baterai lithium juga tidak lepas dari kelemahan atau sisi yang menjadi kekurangannya. Nah, sebelum membeli tidak ada salahnya untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan baterai lithium ion. Simak pembahasan selengkapnya berikut ini:

1. Kelebihan Baterai Lithium Ion

Anda bisa simak langsung penjelasan lebih detail dari setiap kelebihan baterai lithium yang ada dibawah ini.

• Tergolong Baterai yang Kecil dan Ringan

Baterai Li-ion memiliki bentuk kecil dengan bobot yang sangat ringan. Hal itu terjadi karena pada baterai ini, komponen elektrodanya menggunakan ion lithium dan karbon yang memiliki massa ringan.

Ukuran dan bobot sangat penting untuk dipertimbangkan jika menginginkan unsur kepraktisan. Karena hal ini pula, baterai lithium sering dipakai untuk beragam peralatan listrik yang bersifat portable. Misalnya saja seperti HP, kamera, laptop dan lain perangkat lainnya.

• Awet (Masa Pakainya Lama)

Baterai lithium juga sangat awet dan memiliki masa pakai cukup panjang. Jadi ketika menggunakannya, kita tidak perlu sering bergonta-ganti baterai akibat cepat rusak. Artinya hal ini akan membuat penggunanya lebih hemat biaya perawatan atau perbaikan ke depannya.

• Bertenaga Besar

Kelebihan baterai lithium ion yang selanjutnya adalah bertenaga besar. Untuk 1 kg baterai, daya yang tersimpan di dalamnya yaitu hingga 150 watt/jam.

• Kuat

Baterai Li-ion juga kuat. Meskipun dipakai secara terus menerus, benda ini kemungkinan hanya akan kehilangan 5% sisi baterai saja.

• Dapat di Isi Ulang

Meskipun ada beberapa tipe baterai yang tidak bisa diisi ulang, namun kebanyakan baterai lithium dapat di charge dan dapat digunakan secara berulang.

2. Kekurangan Baterai Lithium Ion

Selain beragam kelebihan yang telah kita bahas di atas, baterai lithium ion juga memiliki sejumlah kekurangan.

Langsung saja simak penjelasan lebih detail, mengenai kekurangan dari baterai lithium ion sebagai berikut.

• Tidak Tahan di Suhu Tinggi

Kebanyakan baterai Li-ion tidak tahan apabila digunakan pada suhu tinggi. Jadi apabila dibiarkan, baterai dapat meledak atau terbakar. Selain itu, baterai juga akan cepat aus apabila sering dipakai pada suhu tinggi.

• Masa Pemakaian

Masa pemakaian baterai Li-ion memang cukup lama, namun hanya sekitar 2-3 tahun saja. Setelah itu, baterai perlu diganti dengan yang baru agar performanya tetap maksimal.

• Mahal

Baterai lithium ion dibandrol dengan harga yang jauh lebih mahal dibandingkan jenis baterai lainnya. Penggunaan elektrolit dan komponen onboard yang terdapat di dalamnya itulah yang membuat harganya menjadi jauh lebih mahal.

• Tidak Boleh Dibiarkan Kosong

Untuk tipe baterai isi ulang, kita tidak boleh membiarkan baterai tersebut dalam keadaan kosong. Melainkan harus di charge secara rutin agar jangan sampai benar-benar kehabisan daya.

Jika baterai sampai dalam kondisi kosong atau habis daya, hal itu akan berakibat buruk serta akan berdampak pada kerusakan dari benda tersebut.

Kesimpulan

Baterai lithium ion adalah baterai yang memiliki kandungan elektrolit yang berupa senyawa lithium. Baterai ini terkenal sebagai teknologi modern yang menghadirkan perforna yang baik dan masa pakai panjang.

Baterai lithium ion memiliki banyak sekali kelebihan, antara lain yaitu kuat, awet, bertenaga besar, dan dapat dipakai berkali-kali karena dapat diisi ulang.

Karena performanya yang unggul, baterai ini diaplikasikan untuk berbagai keperluan. Diantaranya yaitu dipakai pada peralatan elektronik, industri militer, kedirgantaraan, medis, hingga dipakai pada Industri otomotif.