Apa baterei Lithium Ion

1 Apa Baterei Lithium Ion?

Baterei minangka sumber daya listrik sing dumadi saka siji utawa luwih sel elektrokimia kanthi sambungan njaba kanggo nguwasani piranti listrik Baterei lithium-ion utawa Li-ion minangka jinis baterei sing bisa diisi ulang sing nggunakake pengurangan ion lithium sing bisa dibatalake kanggo nyimpen energi lan misuwur kanthi kapadhetan energi sing dhuwur.

2 Struktur Baterei Lithium Ion

Umume umume Baterei Li-ion komersial nggunakake senyawa interkalasi minangka bahan aktif. Biasane kalebu sawetara lapisan bahan sing disusun kanthi urutan tartamtu kanggo nggampangake proses elektrokimia sing ngidini baterei nyimpen lan ngeculake energi - anoda, katoda, elektrolit, pemisah lan kolektor saiki.

Apa iku anode?

Minangka komponen baterei, anoda nduweni peran penting ing kapasitas, kinerja, lan daya tahan baterei. Nalika ngisi daya, anoda grafit tanggung jawab kanggo nampa lan nyimpen ion lithium. Nalika baterei kosong, ion lithium pindhah saka anoda menyang katoda supaya arus listrik digawe. Umume anoda komersial sing paling umum digunakake yaiku grafit, sing ing kondisi LiC6 kanthi lithiated kanthi kapasitas maksimal 1339 C/g (372 mAh/g) Nanging kanthi pangembangan teknologi, bahan anyar kayata silikon wis diteliti kanggo nambah kapadhetan energi kanggo baterei lithium-ion.

Apa katoda?

Cathode bisa nampa lan ngeculake ion lithium sing diisi positif sajrone siklus saiki. Biasane kasusun saka struktur berlapis oksida berlapis (kayata lithium kobalt oksida), polianion (kayata fosfat wesi lithium) utawa spinel (kayata lithium mangan oksida) sing dilapisi ing kolektor muatan (biasane digawe saka aluminium). 

Apa elektrolit?

Minangka uyah lithium ing pelarut organik, elektrolit serves minangka medium kanggo ion lithium kanggo mindhah antarane anoda lan katoda nalika ngisi daya lan discharging.

Apa iku separator?

Minangka membran tipis utawa lapisan materi non-konduktif, separator dianggo kanggo nyegah anoda (elektroda negatif) lan katoda (elektroda positif) saka shorting, amarga lapisan iki permeabel kanggo ion lithium nanging ora kanggo elektron. Uga bisa njamin aliran ion sing tetep ing antarane elektroda sajrone ngisi daya lan mbuwang. Mulane, baterei bisa njaga voltase stabil lan nyuda resiko overheating, pangobongan utawa bledosan.

Apa kolektor saiki?

Penagih saiki dirancang kanggo ngumpulake saiki diprodhuksi dening elektrods baterei lan transports menyang sirkuit njaba, kang penting kanggo mesthekake kinerja optimal lan dhowo umure baterei. Lan biasane biasane digawe saka lembaran aluminium utawa tembaga sing tipis.

3 Sejarah Pangembangan Baterei Lithium Ion

Riset babagan baterei Li-ion sing bisa diisi ulang wiwit taun 1960-an, salah sawijining conto paling wiwitan yaiku baterei CuF2/Li sing dikembangake dening NASA ing 1965 Lan krisis lenga nyerang donya ing taun 1970-an, peneliti nguripake manungsa waé menyang sumber energi alternatif, supaya temonan sing diprodhuksi wangun paling wiwitan saka baterei Li-ion modern digawe amarga bobot entheng lan Kapadhetan energi dhuwur saka baterei lithium ion. Ing wektu sing padha, Stanley Whittingham saka Exxon nemokake manawa ion lithium bisa dilebokake ing bahan kayata TiS2 kanggo nggawe baterei sing bisa diisi ulang. 

Dadi dheweke nyoba ngiklanake baterei iki nanging gagal amarga biaya dhuwur lan ana litium metalik ing sel kasebut. Ing taun 1980, materi anyar ditemokake nyedhiyakake voltase sing luwih dhuwur lan luwih stabil ing udhara, sing bakal digunakake ing baterei Li-ion komersial pisanan, sanajan ora, kanthi dhewe, ngrampungake masalah flammability sing terus-terusan. taun sing padha, Rachid Yazami nemokke elektroda grafit lithium (anoda). Banjur ing taun 1991, baterei lithium-ion sing bisa diisi ulang pisanan ing donya wiwit mlebu pasar. Ing taun 2000-an, panjaluk baterei lithium-ion mundhak amarga piranti elektronik portabel dadi populer, sing ndadekake baterei lithium ion luwih aman lan luwih awet. Kendaraan listrik dikenalake ing taun 2010, sing nggawe pasar anyar kanggo baterei lithium-ion 

Pangembangan pangolahan lan bahan manufaktur anyar, kayata anoda silikon lan elektrolit solid-state, terus nambah kinerja lan safety baterei lithium-ion. Saiki, baterei lithium-ion wis dadi penting ing urip saben dina, mula riset lan pangembangan bahan lan teknologi anyar terus ditindakake kanggo nambah kinerja, efisiensi, lan keamanan baterei kasebut.

4. Jinis-jinis Baterai Lithium Ion

Baterei Lithium-ion teka ing macem-macem wujud lan ukuran, lan ora kabeh padha digawe padha. Biasane ana limang jinis baterei lithium-ion.

l Lithium Kobalt Oksida

Baterei lithium kobalt oksida digawe saka lithium karbonat lan kobalt lan uga dikenal minangka baterei lithium kobalt utawa lithium-ion kobalt. Padha duwe katoda kobalt oksida lan anoda karbon grafit, lan ion litium migrasi saka anoda menyang katoda nalika discharge, kanthi aliran mbalikke nalika baterei diisi. Kanggo aplikasi kasebut, digunakake ing piranti elektronik portabel, kendaraan listrik, lan sistem panyimpenan energi sing bisa dianyari amarga energi spesifik sing dhuwur, tingkat discharge sing sithik, voltase operasi sing dhuwur lan sawetara suhu sing amba. kanggo potensial kanggo runaway termal lan kahanan kang ora tetep ing suhu dhuwur.

l Lithium Mangan Oksida

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) minangka bahan katoda sing umum digunakake ing baterei lithium-ion. Teknologi kanggo baterei jinis iki wiwitane ditemokake ing taun 1980-an, kanthi publikasi pisanan ing Bulletin Research Materials ing taun 1983. Salah siji saka kaluwihan saka LiMn2O4 iku nduweni stabilitas termal apik, tegese iku kurang kamungkinan kanggo ngalami runaway termal, kang uga luwih aman saka jinis baterei lithium-ion liyane. Kajaba iku, manganese akeh banget lan kasedhiya, saengga dadi pilihan sing luwih lestari dibandhingake karo bahan katoda sing ngemot sumber daya winates kaya kobalt. Akibaté, asring ditemokake ing peralatan lan piranti medis, piranti listrik, motor listrik, lan aplikasi liyane. Senadyan kaluwihan kasebut, stabilitas siklus LiMn2O4 luwih sithik dibandhingake karo LiCoO2, sing tegese mbutuhake panggantos sing luwih kerep, saengga bisa uga ora cocog kanggo sistem panyimpenan energi jangka panjang.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

Fosfat digunakake minangka katoda ing baterei lithium wesi fosfat, asring dikenal minangka baterei li-fosfat. Resistance sing kurang wis nambah stabilitas termal lan safety Padha uga misuwur kanggo kekiatan lan siklus urip dawa, kang nggawe wong pilihan paling biaya-efektif kanggo jinis baterei lithium-ion liyane. Akibate, baterei iki asring digunakake ing pit listrik lan aplikasi liyane sing mbutuhake siklus urip dawa lan tingkat safety dhuwur. Nanging kekurangane nggawe angel berkembang kanthi cepet. Kaping pisanan, dibandhingake karo jinis baterei lithium-ion liyane, regane luwih akeh amarga nggunakake bahan mentah sing langka lan larang. Kajaba iku, baterei lithium wesi fosfat duwe voltase operasi sing luwih murah, tegese bisa uga ora cocog kanggo sawetara aplikasi sing mbutuhake voltase sing luwih dhuwur. Wektu pangisi daya sing luwih dawa ndadekake kerugian ing aplikasi sing mbutuhake ngisi daya cepet.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Baterei Kobalt Oksida Mangan Lithium Nickel, asring dikenal minangka baterei NMC, digawe saka macem-macem bahan sing universal ing baterei lithium-ion. Katoda sing digawe saka campuran nikel, mangan, lan kobalt kalebu Kapadhetan energi sing dhuwur, kinerja muter sing apik, lan umur sing dawa wis dadi pilihan pisanan ing kendharaan listrik, sistem panyimpenan kothak, lan aplikasi kinerja dhuwur liyane, sing wis nyumbang kanggo nambah popularitas kendaraan listrik lan sistem energi sing bisa dianyari. Kanggo nambah kapasitas, elektrolit lan aditif anyar digunakake kanggo ngisi daya nganti 4.4V/sel lan luwih dhuwur. Ana tren menyang NMC-campuran Li-ion wiwit sistem biaya-efektif lan menehi kinerja apik. Nikel, mangan, lan kobalt minangka telung bahan aktif sing bisa digabungake kanthi gampang kanggo cocog karo macem-macem aplikasi sistem panyimpenan otomotif lan energi (EES) sing mbutuhake siklus sing kerep.

 Saka ngendi kita bisa ndeleng kulawarga NMC dadi luwih maneka warna

Nanging, efek samping saka runaway termal, bebaya geni lan masalah lingkungan bisa ngalangi pangembangane.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, asring dikenal minangka li-titanate, minangka jinis baterei sing akeh panggunaan. Amarga nanoteknologi sing unggul, bisa ngisi daya lan ngeculake kanthi cepet nalika njaga voltase stabil, saengga cocog kanggo aplikasi daya dhuwur kayata kendaraan listrik, sistem panyimpenan energi komersial lan industri, lan panyimpenan tingkat kothak. Bebarengan karo safety lan linuwih, baterei iki bisa digunakake kanggo aplikasi militer lan aerospace, uga nyimpen angin lan energi solar lan mbangun kothak pinter. Salajengipun, miturut Baterei Space, baterei iki bisa digunakake ing sistem daya serep kritis sistem Nanging, baterei lithium titanate cenderung luwih larang tinimbang baterei lithium-ion tradisional amarga proses fabrikasi rumit sing dibutuhake kanggo ngasilake.

5. Tren Pangembangan Baterei Lithium Ion

Panginstalan energi sing bisa dianyari global nambah produksi energi intermiten, nggawe kothak sing ora seimbang. Iki nyebabake panjaluk baterei. Nalika fokus ing emisi karbon nol lan kudu ngalih saka bahan bakar fosil, yaiku batu bara, kanggo produksi tenaga, luwih akeh pemerintah menehi insentif kanggo instalasi tenaga surya lan angin. Panginstalan iki nyedhiyakake sistem panyimpenan baterei sing nyimpen keluwihan daya sing diasilake. Mulane, insentif pemerintah kanggo insentif instalasi baterei Li-ion uga nyurung pangembangan baterei lithium ion. Contone, ukuran pasar Baterei Lithium-Ion NMC global dijangkepi tuwuh saka US $ yuta ing 2022 dadi US $ yuta ing 2029; samesthine bakal tuwuh ing CAGR % saka 2023 nganti 2029  Lan kabutuhan aplikasi sing nuntut beban abot dijangkepi nggawe baterei lithium ion 3000-10000 minangka segmen sing paling cepet tuwuh sajrone ramalan (2022-2030).

6 Analisis investasi saka Baterei Lithium Ion

Industri pasar baterei lithium ion dijangkepi tuwuh saka $ 51.16 milyar ing taun 2022 dadi $ 118.15 milyar ing taun 2030, nuduhake tingkat pertumbuhan taunan senyawa 4.72% sajrone ramalan (2022-2030), sing gumantung saka sawetara faktor.

l Analisis pangguna pungkasan

Instalasi sektor utilitas minangka pembalap utama kanggo sistem panyimpenan energi baterei (BESS). Segmen iki samesthine bakal tuwuh saka $ 2.25 milyar ing taun 2021 dadi $ 5.99 milyar ing taun 2030 kanthi CAGR 11.5%.  Baterei Li-ion nuduhake CAGR 34.4% sing luwih dhuwur amarga basis wutah sing sithik. Segmen panyimpenan energi omah lan komersial minangka wilayah liyane kanthi potensial pasar gedhe $ 5.51 milyar ing 2030, saka $ 1.68 milyar ing 2021. Sektor industri terus maju menyang nol emisi karbon, kanthi perusahaan nggawe janji net-nol ing rong dekade sabanjure. Perusahaan telekomunikasi lan pusat data ana ing ngarep kanggo nyuda emisi karbon kanthi fokus ing sumber daya energi sing bisa dianyari. Kabeh kang bakal ningkataké pembangunan kanthi cepet saka  baterei lithium ion minangka perusahaan golek cara kanggo njamin serep dipercaya lan kothak wawas.

l Analisis Jinis Produk

Amarga rega kobalt sing dhuwur, baterei bebas kobalt minangka salah sawijining tren pangembangan baterei lithium-ion. High-voltase LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) karo Kapadhetan energi teori dhuwur iku salah siji saka bahan katoda Co-free paling janjeni ing luwih. Salajengipun, asil eksperimen mbuktekaken bilih kinerja siklus lan C-rate baterei LNMO apik kanthi nggunakake elektrolit semi-padat. Iki bisa diusulake yen COF anionik bisa nyerep kanthi kuat Mn3+/Mn2+ lan Ni2+ liwat interaksi Coulomb, nyegah migrasi sing ngrusak menyang anoda. Mula, karya iki bakal migunani kanggo komersialisasi materi katoda LNMO.

l Analisis Wilayah

Asia-Pasifik bakal dadi pasar baterei lithium-ion stasioner paling gedhe ing taun 2030, didorong dening keperluan lan industri. Bakal nyusul Amerika Utara lan Eropa kanthi pasar $ 7.07 milyar ing taun 2030, mundhak saka $ 1.24 milyar ing taun 2021 kanthi CAGR udakara 21.3%. Amerika Utara lan Eropa bakal dadi pasar paling gedhe sabanjure amarga tujuane kanggo decarbonize ekonomi lan jaringan sajrone rong dekade sabanjure. LATAM bakal ndeleng tingkat wutah paling dhuwur ing CAGR 21.4% amarga ukurane sing luwih cilik lan dhasar sing sithik.

7 Bab sing Perlu Ditimbang kanggo Baterei Lithium Ion Berkualitas

Nalika tuku inverter solar optik, ora mung rega lan kualitas kudu dianggep, faktor liyane uga kudu mbudidaya.

l Kapadhetan energi

Kapadhetan energi yaiku jumlah energi sing disimpen saben volume unit. Kapadhetan energi sing luwih dhuwur kanthi bobot lan ukuran sing luwih sithik luwih akeh ing antarane siklus pangisi daya.

l  Safety

Safety minangka aspek kritis liyane saka baterei lithium-ion wiwit bledosan lan geni sing bisa kedadeyan nalika ngisi daya utawa ngeculake, mula sampeyan kudu milih baterei kanthi mekanisme safety sing luwih apik, kayata sensor suhu lan zat sing nyegah.

l Tipe

Salah sawijining tren paling anyar ing industri baterei lithium-ion yaiku pangembangan baterei solid-state, sing nawakake macem-macem keuntungan kayata kapadhetan energi sing luwih dhuwur lan siklus urip sing luwih dawa. Contone, panggunaan baterei solid-state ing mobil listrik bakal nambah kemampuan lan safety kanthi signifikan.

l Rate pengisian

Tingkat ngisi daya gumantung sepira cepet baterei diisi kanthi aman. Kadhangkala baterei butuh wektu suwe kanggo ngisi daya sadurunge bisa digunakake.

l Umur

 Ora ana baterei sing bisa digunakake kanggo kabeh urip nanging duwe tanggal kadaluwarsa. Priksa tanggal kadaluwarsa sadurunge tuku. Baterei lithium ion duwe umur luwih dawa amarga kimia nanging saben baterei beda-beda gumantung saka jinis, spesifikasi lan cara digawe. Baterei kualitas dhuwur bakal tahan luwih suwe amarga digawe saka bahan sing apik ing njero.