kemungkinan menimbulkan kebingungan pada reaksi kimia tertentu yang dikembangkan dan berhasil diuji di lapangan. Whittingham, 1976.
Berbagai pilihan yang tersedia untuk masing-masing komponen manfaat dan kerugian dijelaskan secara rinci di bawah ini. Karakteristik listrik dan kinerja
baterai seperti tegangan, kapasitas, kepadatan energi, tingkat kemampuan, siklus hidup, dan lama hidup akan berubah sebagai salah satu konsekuensi dalam
memilih bahan yang berbeda untuk anoda, katoda, elektrolit dan separator. Seperti yang akan ditampilkan nanti, tidak ada satu kombinasi tertentu komponen sel
tersebut yang dapat memenuhi setiap kebutuhan di semua aplikasi. Harus memilih salah satu dan memodifikasi komponen sel untuk memenuhi kebutuhan aplikasi.
Selain itu, kita juga dapat merubah komposisi bahan katoda dan anoda, ukuran partikel dan morfologi untuk mencapai kinerja baterai tertentu, baterai lithium
jauh lebih kecil dan lebih ringan dibandingkan dengan semua teknologi lainnya. Seperti yang diketahui bahwa baterai lithium adalah baterai yang memiliki aliran
paling besar di antara semua teknologi penyimpanan energi. Whittingham, 1976
2.2.1. Spesifikasi Kimia Baterai Ion Lithium
Sejak dikomersialisasi baterai Lithium-ion yang dapat diisi ulang awal 1990-an, lithium yang berbasis kimia telah memiliki pangsa yang semakin meningkat dari
pasar global. Hal ini karena lithium memiliki beberapa bahan sifat kimia dan fisik yang jauh dari yang diinginkan. Pertama, lithium adalah unsur yang paling
elektronegatif dalam NPT reduksi standar potensi seri dengan potensial elektroda negatif -3.05 V. Hal ini memungkinkan untuk memproduksi baterai dengan
tegangan sel 6 V, meskipun 3-3.5 V adalah rentang tegangan yang paling umum untuk baterai lithium. Hasil tegangan tinggi dalam baterai mampu melakukan
lebih banyak pekerjaan dengan jumlah pembawa muatan yang sama, yaitu, baterai memiliki energi spesifik yang lebih tinggi dari sel setara dengan tegangan yang
lebih rendah. Kedua, lithium adalah salah satu unsur paling ringan dan terkecil dalam tabel periodik. Hal ini membuat lebih mudah untuk membuat desain baterai
lebih ringan dan lebih kecil, dan akibatnya lithium memiliki kepadatan energi gravimetri dan volumetrik lebih tinggi dari sel setara dengan elemen yang lebih
Universitas Sumatera Utara
berat. Jari-jari ionik juga membuat baterai relatif mudah untuk menemukan bahan interkalasi yang baik Nordh, 2013.
Lithium logam murni akan menghasilkan energi volumetrik dan gravimetrik tertinggi untuk baterai lithium. Logam lithium sendiri adalah elektronik konduktif
yang memiliki sifat mekanik yang baik, sehingga tidak ada tambahan yang diperlukan. Dengan adanya elektrolit dalam baterai baterai, lithium memiliki
spesifik yang lebih tinggi. Namun, dengan menggunakan logam lithium menimbulkan masalah besar dalam sel sekunder. Setelah pengisian, ketika ion
lithium kembali pindah ke lithium logam foil, terjadi pembentukan dendrit. Setelah berulang kali dendrit ini mencoba tumbuh ke sisi positif dari baterai dan
dengan demikian terjadi arus pendek pada seluruh baterai, dengan kemungkinan dalam scenario kasus terburuk terjadi ledakan. Masalah keamanan ini terlalu besar
untuk diabaikan , dan karena itu alternatif sumber lithium perlu digunakan. Ketika memecahkan masalah dendrit yang berhubungan dengan litium logam, banyak
jalan alternatif yang dieksplorasi dan hasil yang paling menjanjikan berasal dari senyawa interkalasi. Suatu senyawa interkalasi bekerja sebagai matrik dimana
lithium ion disimpan. Struktur host materi secara keseluruhan tidak berubah ketika dimasukan lithium dalam senyawa interkalasi; lithium sebaliknya
menemukan lubang dalam struktur dimana ia dapat disimpan Nordh, 2013. Salah satu elektroda negatif yang paling umum digunakan dalam baterai
saat ini adalah grafit. Atom-atom karbon dalam grafit tersusun dalam lapisan halus dengan ikatan van deer waals. Atom lithium kemudian dapat bergerak
antara lapisan tersebut dan disimpan gambar 2.3. Di tengah lapisan terdapat cicin karbon yang memungkinkan satu atom lithium dapat disimpan dalam enam
karbon dan membentuk LiC
6
. Masalah keamanan yang dapat diatasi karena bahan interkalasi yang umumnya tidak mengalami pembentukan dendrit, namun
berpengaruh pada energi dan daya spesifik Nordh 2013. Dapat dilihat pada Gambar 2.3 bahan elektroda menggunakan logam lithium oksida katoda dan
anoda grafit. Lithium diselingi antara lapisan grafit saat baterai terisi dan dalam struktur host oksida ketika habis
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Skematik bahan elektroda dalam baterai Lithium-ion
2.2.2. Katoda elektroda positif
