Makalah Lithium-ion

Pengetahuan Bahan Listrik :

Lithium dan Aplikasinya

BAB I PENDAHULUAN

Di era globalisasi ini, peran teknologi dan informasi sangatlah penting bagi kehidupan manusia. Karena teknologi dan informasilah jarak seolah tak menjadi halangan. Manusia dapat berkomunikasi dengan mudahnya dalam jarak yang jauh. Hal itu tidak bias lepas dari perkembangan teknologi dan informasi.

Dalam kemajuan yang sangat pesat di bidang teknologi dan informasi ini, muncullah berbagai macam teknologi-teknologi yang memungkinkan kita untuk dengan mudahnya membawa berbagai macam alat yang bias dibawa kemana-mana, seperti laptop, handphone, mp3 player, dsb.hal tersebut memungkinkan karena adanya baterai yang berfungsi untuk menyuplai daya yang dibutuhkan oleh peralatan portable tersebut.

Pada perkembangannya para ilmuwan membuat konsep agar baterai tersebut bias digunakan untuk sumber tenaga dalam pembuatan kendaraan listrik dan hibrida(ramah lingkungan).

Penulis akan mencoba menerangkan tentang Lithium dan aplikasinya, yaitu baterai Lithium-Ion dan perkembangannya yang dipakai pada banyak peralatan listik portable.

BAB II ISI

  1. Mengenal Lithium

Lithium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Li dan nomor atom 3. Unsur ini termasuk dalam logam alkali dengan warna putih perak. Dalam keadaan standar, litium adalah logam paling ringan sekaligus unsur dengan densitas paling kecil. Seperti logam-logam alkali lainnya, lithium sangat reaktif dan terkorosi dengan cepat dan menjadi hitam di udara lembab. Oleh karena itu, logam lithium biasanya disimpan dengan dilapisi minyak.

Menurut teorinya, lithium (kebanyakan 7Li) adalah salah satu dari sedikit unsur yang disintesis dalam kejadian Dentuman Besar walaupun kelimpahannya sudah jauh berkurang. Sebab-sebab menghilangnya lithium dan proses pembentukan lithium yang baru menjadi topik penting dalam astronomi. Lithium adalah unsur ke-33 paling melimpah di bumi, namun oleh karena reaktivitasnya yang sangat tinggi membuat unsur ini hanya bisa ditemukan di alam dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain. Lithium ditemukan di beberapa mineral pegmatit, namun juga bisa didapatkan dari air asin dan lempung. Pada skala komersial, logam lithium didapatkan dengan elektrolisis dari campuran lithium klorida dan kalium klorida.

Sekelumit lithium terdapat dalam samudera dan pada beberapa organisme walaupun unsur ini tidak berguna pada fungsi biologis manusia. Walaupun demikian, efek neurologi dari ion lithium Li+ membuat garam lithium sangat berguna sebagai obat penstabilan suasana hati. Lithium dan senyawa-senyawanya mempunyai beberapa aplikasi komersial, meliputi keramik dan gelas tahan panas, dan baterai litium. Litium juga memiliki tempat yang penting dalam fisika nuklir.

  1. Aplikasi Lithium

Sebagai konduktor aplikasi dari lithium yang paling terkenal adalah baterai lithium, yang digunakan dalam bidang elektronika.

  1. Baterai Lithium-Ion

Hampir semua orang mengenal baterai Lithium-ion atau sering disingkat dengan “Li-ion”. Selain Li-ion juga ada yang disebut baterai Lithium. Jenis yang terakhir tersebut umumnya tidak bisa diisi ulang atau hanya sekali pakai habis, sedangkan Li-ion justru sebaliknya.

Perbedaaan lain dari kedua baterai yang sma-sama disebut lithium itu adalah materi dasarnya. Lithium menggunakan logam murni, sedangkan Li-ion campuran lithium yang jauh lebih stabil dan dapat diisi ulang beberapa ratus kali.

Keunggulan lain dari Li-ion adalah kemampuannya menyimpan energi lebih lama bila tidak digunakan, sedangkan jenis lain akan habis lebih cepat. Meski begitu, bukan berarti Li-ion tidak punya kelemahan. Masalah utama baterai ini adalah keamanan: mudah terbakar atau meledak. Itu terutama bila penanganannya kurang baik.

  1. Komponen Utama Li-Ion

Tiga komponen utama Li-ion adalah anoda, katoda, dan elektrolit yang dibuat dari berbagai macam bahan. Yang paling sering digunakan sebagai anoda adalah grafit. Adapun katoda biasanya salah satu dari 3 bahan berikut, lapisan oksida yaitu lithium cobalt oxide dan lithium iron phosphate, spinel yaitu lithium manganese oxide, dan titanium disulfide (TiS2) yang materi asli Li-ion. Akibatnya, harga baterai ini awalnya sangat mahal.

  1. Baterai Li-Ion Kunci masa Depan Mobil Listrik

Semakin gencarnya pengembangan mobil hibrida dan listrik, nama baterai Li-ion juga makin akrab dengan kita. Baterai ini dianggap paling pas untuk sumber daya mobillistrik murni dan hibrida (motor bakar dan listrik).

Daya tarik Li-ion dibandingkan dengan yang lainnya, seperti NiMH (Nickel Metal Hydride) dan NiCad (Nickel Cadmium) serta timah hitam (lead) yaitu,

  1. bisa diisi ulang dengan cepat,

  2. densitas penyimpanan lebih banyak dan juga lebih daya,

  3. berat dan energi yang dihasilkannya sangat efisien,

  4. tidak punya efek memori sehingga bisa diisi kapan saja.

Dengan makin banyaknya perusahaan otomotif menawarkan kendaraan bertenaga listrik dan hibrida (ramah lingkungan), baik mobil atau motor, membawa harapan baru bagi pengembangan baterai Li-ion. Tak hanya harganya diperkirakan akan jauh lebih murah karena diproduksi secara massal, kemampuan kerja makin baik pula.

  1. Li-Ion dengan Teknologi Nano

Masalah yang masih mengganjal dalam pengembangan Li-ion adalah pembuatannya masih harus dalam bentuk sel-sel dengan jumlah yang banyak. Padahal, untuk mobil diperlukan ukuran besar agar bias menghasilkan tenaga yang besar. Ukuran merupakan tantangan yang masih sulit diatasi produsen Li-ion kkarena ini nanti menyangkut masalah produksi yang akhirnya adalah harga.

Pengembangan baterai Li-ion kini juga memanfaatkan teknologi nano atau mencari materi yang mampu menghasilkan kinerja lebih baik. Berdasarkan hasil penelitian, dengan teknologi nano Li-ion bias diisi 10 kali lebih cepat dari baterai sejenis sekarang ini. Meski begitu, baterai ini tetap saja ditemui kelemahannya.

Contohnya, Altarinano, sebuah perusahaan kecil di Reno, Nevada, Amerika Serikat telah menggunakan material elektroda yang disebut titanet berukuran nano. Kemampuannya menghasilkan tenaga 3 kali lebih besar dari Li-ion yang sekarang dan bisa diisi penuh hanya selama 6 menit. Masalahnya, kapasitas energinya setengah sel Li-ion normal. Padahal bisa diisi ulang sampai 2.000 kali selama 20 tahun atau empat kali umur baterai Li-ion sekarang.

Kelompok peneliti di MIT (Massachussets Institute of Technology) juga berhasil mengembangkan kabel berukuran nano untuk Li-ion ultra tipis dengan densitas energi tiga kali Li-ion biasa, sedangkan di Perancis, Li-ion dikembangkan dengan nanostruktur. Malah, ada para ahli yang mencoba menggunakan emas.

Teknologi Li-Ion Tipis dari Indonesia

PENELITI Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) berhasil menemukan cara pembuatan baterai elektronik dari bahan lithium. Penemuan teknologi ini adalah sebuah terobosan baru yang memungkinkan bangsa ini mampu menyuplai kebutuhan baterai lithium yang saat ini banyak tergantung dari produksi lokal. Hasil dari pengujian dikatakan, penemuan ini cukup stabil dan sudah sesuai dengan standar internasional.

Temuan tersebut sebenarnya sudab sejak lama ditemukan. Namun karena lamanya proses paten, baru pada tahun ini publikasi penemuan tersebut dilakukan. Bahan baterai lithium yang ditemukan kini sudah mencapai tahap penyempurnaan. Saat ini lembaran-lembaran dasar baterai yang terdiri dari katoda, anoda, dan elektrolit sudah siap untuk dibuat menjadi satu sel baterai. Energi yang diciptakannya cukup untuk mengaliri sebuab ponsel atau barang elektronik lain seperti mp3, UPS, atau bahkan laptop.

Perangkat baterai ini semuanya berbahan dasar padat. Berbeda dengan perangkat baterai lithium yang beredar di pasaran saat ini, bahan elektrolit yang digunakan adalah bahan cair. Senyawa yang digunakan biasanya jenis perklorat (LiF atau LiClO4).

Elekrolit berbahan cair kelemahannya lebih tidak stabil dibandingkan materi padat. Untuk itu, beberapa jenis bateral lithium saat ini termasuk yang ditemukannya sudah menggunakan bahan materi padat. Materi yang digunakan sebagai elektrolit tersebut adalah LiTAIP (Lithium Titanium Aluminium Fosfat). Bahan yang digunakan tersebut lebih stabil dan memiliki nilai hambatan hanya 400 ohm.

Pada model bateral lithium, produksi luaran nilai hambatan baterai, biasanya berada di kisaran 1.000 ohm. Keuntungan untuk jenis baterai ini adalah dengan semakin kecilnya nilai hambatan yang diperoleh, maka aliran arus atau yang konduktivitasnya lebih besar dibandingkan baterai-baterai lain.

Baterai lithium yang diproduksi oleh tim LIPI di Puslit Fisika, hingga berhasil dipatenkan pada Juni lalu, total energi yang mampu disuplai mencapai 3,6 volt untuk satu sel. Rencananya dalam waktu dekat, beberapa percobaan akan dibuat untuk membuat energi suplal ini mampu memenuhi kebutuhan sebuah perangkat elektronik dengan total daya hingga 50 watt.

Keunggulan lain bateral lithium ini, jumlah lithium yang menghantarkan arus di dalam setiap sel angkanya lebih besar 0,3 kali dibandingkan jenis lithium pada umumnya. Hasil perhitungan yang diperoleh diketahui bahwa perpaduan materi tersebut mampu menambahkan jumlah lithium pada angka 1,33-1,37.

Peran lithium pada angka yang lebih besar dari satu ini, mengindikasikan bahwa jumlah arus yang mampu disuplai lebih banyak 0,3 dibandingkan biasanya yang hanya bernilai satu. Tentu saja hal ini akan meningkatkan kemampuan baterai sebagai media penyimpan energi listrik.

Kelebihan lain baterai produksi LIPI ini adalah cukup ringan dan elastis seperti kertas. Untuk membuat lithium dan unsur lainnya bisa lengket menjadi satu dan bisa digunakan sebagai baterai tim menggunakan eva (etilen venil asetat). Eva ini berfungsi seperti lem perekat setiap unsur. Dalam bahasa kompositnya disebut sebagai bahan berbasis polimer.

Dari segi ukuran, baterai yang berhasil dibuat cukup tipis. Ukurannya menyentuh bilangan mikron. Saat ini kisaran persatu lembarnya berada antara 6 sampai 100 mikron.

Ukuran ketebalan lembaran tersebut, terkait dengan kebebasan pertukaran elektron. Semakin tipis maka lembaran akan cepat rusak sedangkan semakin tebal, pergerakan elektron tidak bebas. Sehingga akan mengurangi jumlah energinya.

BAB III KESIMPULAN

Dengan beberapa pengembangan yang gencar tersebut, diharapkan Li-ion dapat memenuhi kebutuhan-kebutuhan teknologi masa depan seperti mobil listrik dan hibrida. Sehingga akan memuaskan konsumen, baik dari segi harga, waktu pengisian, maupun jarak tempuh yang makin jauh. Yang tidak kalah penting, selain mengirit biaya operasional, dipastikan polusi, baik dalam bentuk emisi asap yang merusak kesehatan maupun suara yang berisik akan berkurang.

DAFTAR PUSTAKA

www.google.com

Wikipedia.com

%d bloggers like this: