Baterai isi ulang
Baterai isi ulang, baterai penyimpanan, atau sel sekunder, (atau akumulator) adalah jenis baterai listrik yang dapat diisi, disambungkan pada beban, dan diisi ulang berkali-kali, sebagai lawan dari baterai sekali pakai atau primer, yang disuplai dengan kondisi terisi sepenuhnya dan dibuang setelah digunakan. Baterai jenis ini terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia. Istilah "akumulator" digunakan karena baterai ini mengakumulasi dan menyimpan energi melalui reaksi elektrokimia yang dapat dibalik. Baterai isi ulang diproduksi dalam berbagai bentuk dan ukuran, mulai dari sel tombol hingga sistem skala megawatt yang terhubung untuk menstabilkan jaringan distribusi listrik. Beberapa kombinasi bahan elektroda dan elektrolit yang berbeda digunakan, termasuk asam timbal, nikel kadmium (NiCd), nikel logam hidrida (NiMH), ion litium (Li-ion), dan ion litium polimer (polimer Li-ion).
Baterai isi ulang pada awalnya harganya lebih mahal dari baterai sekali pakai, tetapi memiliki total biaya kepemilikan dan dampak lingkungan yang jauh lebih rendah, karena dapat diisi ulang dengan murah berkali-kali sebelum perlu diganti. Beberapa jenis baterai isi ulang tersedia dalam ukuran dan voltase yang sama dengan jenis sekali pakai, dan dapat digunakan untuk saling menggantikan.
Miliaran dolar dalam penelitian diinvestasikan di seluruh dunia untuk meningkatkan baterai isi ulang.[1][2]
Penerapan
Perangkat yang menggunakan baterai isi ulang termasuk starter mobil, perangkat konsumen portabel, kendaraan ringan (seperti kursi roda bermotor, kereta golf, sepeda listrik, dan forklift listrik), alat, catu daya bebas gangguan, dan pembangkit listrik penyimpanan baterai. Aplikasi yang muncul dalam baterai pembakaran internal hibrida dan kendaraan listrik mendorong teknologi untuk mengurangi biaya, berat, dan ukuran, dan meningkatkan masa pakai.[3]
Baterai yang dapat diisi ulang yang lebih lama, mengalami self-discharge dengan kecepatan relatif cepat dan memerlukan pengisian sebelum digunakan pertama kali. Beberapa baterai NiMH self-discharge rendah yang baru dapt menahan isi muatannya selama berbulan-bulan, dan biasanya dijual dengan muatan hingga sekitar 70% dari kapasitas terukurnya.
Pembangkit listrik penyimpan baterai menggunakan baterai isi ulang untuk meratakan beban (menyimpan energi listrik pada saat permintaan rendah untuk digunakan selama periode puncak) dan untuk penggunaan energi terbarukan (seperti menyimpan daya yang dihasilkan dari susunan fotovoltaik pada siang hari untuk digunakan pada malam hari). Pemerataan beban mengurangi daya maksimum yang harus dapat dihasilkan oleh pembangkit, mengurangi biaya modal dan kebutuhan untuk pembangkit listrik puncak.
Menurut laporan dari Research and Markets, analis memperkirakan pasar baterai isi ulang global akan tumbuh pada CAGR sebesar 8,32% selama periode 2018-2022.[4]
Baterai isi ulang yang kecil dapat memberi daya pada perangkat elektronik portabel, peralatan listrik, peralatan, dan sebagainya. Baterai tugas berat (heavy-duty atau HD) memberi daya pada kendaraan listrik, mulai dari skuter hingga lokomotif dan kapal. Baterai HD digunakan dalam pembangkit listrik yang didistribusikan dan dalam sistem tenaga yang berdiri sendiri.
Pengisian dan pemakaian
Selama pengisian, bahan aktif positif teroksidasi, menghasilkan elektron, dan bahan negatif bereduksi, menggunakan elektron. Elektron ini merupakan arus listrik di luar sirkuit. Elektrolit dapat berfungsi sebagai penyangga sederhana untuk aliran ion internal antara elektroda, seperti dalam sel ion litium dan nikel kadmium, atau mungkin merupakan partisipan aktif dalam reaksi elektrokimia, seperti pada sel asam timbal.
Energi yang digunakan untuk mengisi baterai yang dapat diisi ulang biasanya berasal dari pengisi baterai menggunakan listrik AC, meskipun beberapa baterai dilengkapi untuk menggunakan outlet listrik DC 12 volt dari kendaraan. Tegangan sumber harus lebih tinggi dari baterai untuk memaksa arus mengalir ke dalamnya, tetapi tidak terlalu tinggi agar baterai tidak mengalami kerusakan.
Pengisian daya berlangsung dari beberapa menit hingga beberapa jam untuk mengisi daya baterai. Pengisi daya yang lambat tanpa kemampuan penginderaan tegangan atau suhu akan mengisi daya dengan kecepatan rendah, biasanya membutuhkan waktu 14 jam atau lebih untuk mencapai pengisian penuh. Pengisi daya cepat biasanya dapat mengisi daya sel dalam dua hingga lima jam, bergantung pada modelnya, yang tercepat hanya memakan waktu lima belas menit. Pengisi daya cepat harus memiliki beberapa cara untuk mendeteksi ketika sel mencapai muatan penuh (perubahan tegangan terminal, suhu, dll.) untuk berhenti mengisi daya sebelum terjadi pengisian berlebih yang berlebihan atau pemanasan berlebih. Pengisi daya tercepat sering menggunakan kipas pendingin untuk menjaga agar sel tidak terlalu panas. Paket baterai yang dimaksudkan untuk pengisian cepat dapat mencakup sensor suhu yang digunakan pengisi daya untuk melindungi paket tersebut, sensornya akan memiliki satu atau lebih kontak listrik tambahan.
Kimia baterai yang berbeda memerlukan skema pengisian daya yang berbeda. Misalnya, beberapa jenis baterai dapat diisi ulang dengan aman dari sumber tegangan konstan. Jenis lain perlu diisi dengan sumber arus yang diatur yang mengecil saat baterai mencapai tegangan penuh. Mengisi baterai secara tidak benar dapat merusak baterai. Dalam kasus yang ekstrem, baterai bisa menjadi terlalu panas, terbakar, atau meluncurkan isinya secara eksplosif.
Lihat pula
Referensi
- ^ "EU approves 3.2 billion euro state aid for battery research". Reuters (dalam bahasa Inggris). 9 December 2019.
- ^ "StackPath". www.tdworld.com. 5 November 2019.
- ^ David Linden, Thomas B. Reddy (ed). Handbook of Batteries 3rd Edition. McGraw-Hill, New York, 2002 ISBN 0-07-135978-8 chapter 22.
- ^ "Global Rechargeable Battery Market 2018–2022". researchandmarkets.com. April 2018.