Baterai Li-ion untuk EV dan Apa yang Harus Meningkatkan?
| Jerry Huang
Ada dua jenis utama baterai lithium: baterai Li-ion dan baterai logam lithium. Selama ini baterai Li-ion yang digunakan untuk EV adalah baterai LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) dan LTO.
Baterai logam litium pertama kali ditemukan oleh MS Whittingham pada tahun 1970, sedangkan jenis baterai logam litium yang sudah ketinggalan zaman ini biasanya tidak dapat diisi ulang. Sementara baterai logam Lithium isi ulang baru, ditemukan oleh SolidEnergy Systems yang memiliki keunggulan keseluruhan dari bobot yang ringan, kepadatan energi ganda baterai li-ion saat ini, umur panjang, biaya yang wajar dan lebih aman dari sebelumnya, telah datang ke aplikasi skala besar. Mudah-mudahan ini akan menjadi baterai lithium generasi terbaru dan yang berlaku berikutnya.
Kutipan Wikipedia: Baterai lithium-ion atau baterai Li-ion (LIB) adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang. Baterai lithium-ion biasanya digunakan untuk elektronik portabel dan kendaraan listrik dan semakin populer untuk aplikasi militer dan luar angkasa. Sebuah prototipe baterai Li-ion dikembangkan oleh Akira Yoshino pada tahun 1985, berdasarkan penelitian sebelumnya oleh John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami dan Koichi Mizushima selama tahun 1970-1980-an, dan kemudian baterai Li-ion komersial dikembangkan oleh Sony dan Tim Asahi Kasei dipimpin oleh Yoshio Nishi pada tahun 1991.
Karakteristik kimia, kinerja, biaya, dan keamanan bervariasi di berbagai jenis LIB. Elektronik genggam kebanyakan menggunakan baterai lithium polimer (dengan gel polimer sebagai elektrolit) dengan lithium cobalt oxide (LiCoO2) sebagai bahan katoda, yang menawarkan kepadatan energi tinggi, tetapi menghadirkan risiko keamanan, terutama ketika rusak. Lithium iron phosphate (LiFePO4), baterai lithium ion mangan oxide (LiMn2O4, Li2MnO3, atau LMO), dan lithium nikel mangan kobalt oksida (LiNiMnCoO2 atau NMC) menawarkan kepadatan energi yang lebih rendah tetapi masa pakai yang lebih lama dan kemungkinan kebakaran atau ledakan yang lebih kecil. Baterai semacam itu banyak digunakan untuk peralatan listrik, peralatan medis, dan peran lainnya. NMC dan turunannya banyak digunakan pada kendaraan listrik.
Area penelitian untuk baterai lithium-ion termasuk memperpanjang masa pakai, meningkatkan kepadatan energi, meningkatkan keamanan, mengurangi biaya, dan meningkatkan kecepatan pengisian, antara lain. Penelitian telah dilakukan di bidang elektrolit yang tidak mudah terbakar sebagai jalur untuk meningkatkan keamanan berdasarkan sifat mudah terbakar dan volatilitas pelarut organik yang digunakan dalam elektrolit tipikal. Strategi termasuk baterai lithium-ion berair, elektrolit padat keramik, elektrolit polimer, cairan ionik, dan sistem fluorinasi berat. (Wikipedia tanda kutip)
Baterai lithium utama untuk EV adalah NCA dan NCM, dengan LFP sebagai pilihan kecil di pasar dunia pada tahun 2020. Kepadatan energi sel tunggal LFP biasanya sekitar 110Wh/kg, sangat sedikit yang dapat membuatnya menjadi 190Wh/kg; sementara secara praktis kepadatan energi baterai sel tunggal NCM dapat mencapai 200Wh/kg dan mudah-mudahan bisa segera menjadi 300Wh/kg; tapi untuk baterai NCA bisa sekitar 300Wh/kg hari ini. Tesla menggunakan sebagian besar baterai NCA dari Panasonic dan LG Chem, juga baterai NCM dan LFP dari CATL dalam rantai pasokan globalnya saat ini.
Baterai LFP memiliki keunggulan biaya rendah dan sifat keamanan yang jauh lebih baik daripada baterai NCA/NCM, sedangkan densitas energinya yang relatif rendah jelas merupakan kerugian.
Untuk perbandingan baterai NCA dan NCM, penelitian dan aplikasi pasar telah menunjukkan bahwa baterai lithium NCA lebih murah dengan kandungan kobalt yang lebih sedikit, masa pakai kalender yang jauh lebih baik, degradasi yang jauh lebih sedikit daripada baterai lithium NCM, meskipun masa pakai siklus NCA lebih sedikit daripada masa pakai NCM baterai. Beberapa baterai NCA digunakan dalam penyimpanan energi surya di luar angkasa dengan umur selama dua puluh tahun! Kekurangan baterai NCA terletak pada faktor keamanannya, sejauh ini tidak seaman NCM dan LFP dalam keadaan temperatur tinggi. Namun para peneliti percaya bahwa NCA akan menjadi pilihan pertama untuk EV dalam waktu dekat karena keamanan dan produksinya meningkat.
Catatan: Sebagai garam litium dasar, litium hidroksida monohidrat, litium karbonat (sering digunakan dalam bahan katoda LIB), dan litium klorida dapat diubah menjadi berbagai senyawa litium, seperti LiPF6, LiFSI, LiTFSI dan LiBF4 untuk elektrolit atau logam litium untuk anoda dalam pembuatan baterai lithium. Temukan garam lithium Poworks di sini .