6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Baterai Ion Lithium
Baterai ion lithium terus berkembang secara pesat sebagai secondary battereies
yang paling banyak diaplikasikan dalam mobil listrik HEV hybrid electric vehicle
. Ada dua jenis klasifikasi dari baterai ion lithium, yaitu baterai primer habis dalam satu kali pakai dan baterai sekunder dapat diisi ulang.
Baterai ion lithium menawarkan potensi terbesar untuk pengembangan EV HEVs dibandingkan dengan sistem baterai yang lain [8]. Hal ini karena lithium
memiliki berat atom terendah 6,94 g mol
-1
dari semua logam. Untuk menggambarkan sifat unggul dari baterai ion lithium, perbandingan sistem baterai
dalam penyediaan energi untuk kendaraan listrik oleh berbagai sistem baterai terlihat dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Driving Range untuk hipotesis kendaraan listrik yang di dukung oleh berbagai sistem baterai dan pembakaran mesin [9].
7
Baterai ion lithium adalah baterai yang di rekayasa, perangkat penyimpanan berupa energi elektrokimia yang terdiri dari berbagai bahan dan
komponen. Komponen dasar adalah elektroda positiv dan elektroda negativ dipisahkan dengan elektrolit organik dan separator. Prinsip kerja baterai ion
lithium yaitu energi di simpan dan dihasilkan dari reaksi kimia menjadi energi listrik dengan menggunakan reaksi redoksreduksi-oksidasi.
Energi disimpan dalam atau diambil dari baterai ion lithium berdasarkan reaksi redoks yang terjadi pada permukaan elektroda positif dan negatif
sedangkan energi dikirim dari perangkat listrik atau sumber listrik. Proses pengisian untuk baterai Li-ion dengan Li
1-x
CoO
2
sebagai bahan elektroda positif dan grafit sebagai bahan elektroda negatif diilustrasikan dalam Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Skema representasi dari baterai ion lithium selama charging. Sisi kiri menunjukkan struktur berlapis dari Li
1-x
CoO
2
dan sisi kanan lembar grafit. Selama proses charging
, ion lithium bermigrasi dari elektroda positif ke elektroda negatif, dan sebaliknya selama discharging [10].
8
Proses pengisian baterai ion lithium direpresentasikan dalam Gambar 2.2 yang dapat dijelaskan oleh persamaan redoks:
6C + xLi + xe
-
Li
x
C
6
Elektroda negatif Li
1-x
CoO
2
+ xLi
+
+ xe
-
LiCoO
2
Elektroda positif Untuk oksidasi Li
1-x
CoO
2
dalam setengah-sel reaksi, x adalah terbatas pada 0,5 karena alasan keamanan, sesuai dengan 4,2 V vs LiLi
+
[11]. Selain itu, kobalt relatif beracun [12], dan selama daya tinggi chargingdischarging dapat
mulai bereaksi exothermically sehingga akan melelehkan separator dan terjadi hubungan pendek. Cobalt juga mahal, sehingga menjadi tantangan utama yang
dihadapi baterai ion lithium berkekuatan tinggi saat ini untuk penggunaan skala besar ada di EV HEVs.
Kemampuan kapasitas energi yang tersimpan dalam baterai lithium tergantung pada berapa banyak ion lithium yang dapat disimpan dalam struktur
bahan elektrodanya dan berapa banyak yang dapat digerakan dalam proses charging
dan discharging, karena jumlah arus elektron yang tersimpan dan tersalurkan sebanding dengan jumlah ion lithium yang bergerak [13]. Pada proses
charging, material katoda akan terionisasi, menghasilkan ion lithium bermuatan positif dan bermigrasi ke dalam electrolyte menuju komponen anoda, sementara
elektron yang diberikan akan dilepaskan bergerak melalui rangkaian luar menuju anoda. Ion lithium ini akan masuk ke dalam anoda melalui mekanisme interkalasi.
Saat dischargingakan terjadi aliran ion dan elektron dengan arah kebalikan dari proses charging.
Kategori