Li-ion vs NiCad

Baterai Lithium-ion (atau Li-ion ) berukuran lebih kecil, membutuhkan perawatan yang rendah dan lebih ramah lingkungan daripada baterai Nickel-cadmium (juga disebut NiCad, NiCd atau Ni-Cd ). Walaupun memiliki kesamaan, baterai Li-ion dan NiCd berbeda dalam komposisi kimianya, dampak lingkungan, aplikasi, dan biaya.

Grafik perbandingan

Li-ion versus grafik perbandingan NiCad
Li-ion NiCad
Kekuatan spesifik~ 250- ~ 340 W / kg1800mha
Efek memoriJangan menderita efek memoriMenderita efek memori

Elektrokimia

Baterai nikel-kadmium menggunakan kadmium untuk anoda (terminal negatif), nikel oksihidroksida untuk katoda (terminal positif) dan kalium hidroksida encer sebagai elektrolit.

Baterai lithium-ion menggunakan grafit sebagai anoda, litium oksida untuk katoda dan garam litium sebagai elektrolit. Ion lithium bergerak dari elektroda negatif ke elektroda positif selama pelepasan, dan kembali saat pengisian. Sel-sel elektrokimia litium-ion menggunakan senyawa litium yang diselingi sebagai bahan elektroda alih-alih litium metalik, tidak seperti baterai primer lithium sekali pakai.

Dampak lingkungan

Baterai NiCad mengandung antara 6% (baterai industri) dan 18% (baterai konsumen) kadmium, yang merupakan logam berat yang beracun dan karenanya memerlukan perawatan khusus selama pembuangan baterai. Pemerintah federal mengklasifikasikannya sebagai limbah berbahaya. Di Amerika Serikat, bagian dari harga baterai adalah biaya untuk pembuangannya yang benar pada akhir masa layanannya.

Komponen baterai lithium-ion aman bagi lingkungan karena lithium adalah limbah yang tidak berbahaya.

Biaya

Baterai lithium-ion harganya sekitar 40 persen lebih banyak untuk diproduksi karena sirkuit perlindungan ekstra untuk memantau tegangan dan arus.

Operasi dan Kinerja

Kelemahan terbesar dari baterai nikel-kadmium adalah baterai ini mengalami "efek memori" jika habis dan diisi ulang ke kondisi pengisian daya yang sama beberapa kali. Baterai "mengingat" titik dalam siklus pengisiannya di mana pengisian dimulai dan selama penggunaan selanjutnya tegangan tiba-tiba turun pada titik itu, seolah-olah baterai telah habis. Namun, kapasitas baterai tidak berkurang secara berarti. Beberapa elektronik dirancang khusus untuk menahan tegangan yang dikurangi ini cukup lama agar tegangan kembali normal. Namun beberapa perangkat tidak dapat beroperasi melalui periode penurunan tegangan ini, dan baterai tampak "mati" lebih awal dari biasanya.

Efek serupa yang disebut depresi tegangan atau efek baterai malas, hasil dari pengisian yang berlebihan berulang. Dalam hal ini baterai tampaknya terisi penuh tetapi cepat habis hanya setelah periode operasi singkat. Jika dirawat dengan baik, baterai nikel-kadmium dapat bertahan selama 1.000 siklus atau lebih sebelum kapasitasnya turun di bawah setengah dari kapasitas aslinya.

Masalah lain adalah pengisian terbalik, yang terjadi karena kesalahan oleh pengguna, atau ketika baterai beberapa sel kosong sepenuhnya. Membalikkan pengisian dapat mengurangi masa pakai baterai. Produk sampingan dari pengisian terbalik adalah gas hidrogen, yang bisa berbahaya.

Ketika tidak digunakan secara teratur, dendrit cenderung berkembang pada baterai NiCad. Dendrit adalah kristal konduktif yang tipis yang dapat menembus membran pemisah di antara elektroda. Ini mengarah ke hubungan pendek internal dan kegagalan prematur.

Baterai lithium-ion adalah perawatan yang rendah. Mereka dapat diisi ulang sebelum benar-benar habis tanpa menciptakan "efek memori" dan beroperasi dalam kisaran suhu yang lebih luas. Jika dibandingkan dengan Ni-Cd, self-discharge di lithium-ion kurang dari setengah, membuatnya cocok untuk aplikasi pengukur bahan bakar modern. Satu-satunya kelemahan adalah baterai lithium-ion rapuh dan membutuhkan rangkaian perlindungan untuk menjaga operasi yang aman. Sirkuit proteksi dibangun ke dalam setiap paket, yang membatasi tegangan puncak masing-masing sel selama pengisian dan mencegah voltase sel agar tidak terlalu rendah saat dibuang. Untuk mencegah suhu ekstrem, suhu sel juga dipantau.

Ukuran dan Jenis

Sel Ni-Cd tersedia dari AAA hingga D, ukuran yang sama dengan baterai alkaline, serta beberapa ukuran multi-sel. Selain sel tunggal, mereka tersedia dalam kemasan hingga 300 sel, biasanya digunakan dalam aplikasi industri otomotif dan tugas berat. Untuk aplikasi portabel, jumlah sel di bawah 18 sel. Ada 2 jenis baterai NiCd: disegel dan dibuang.

Baterai Li-ion lebih kecil, lebih ringan dan menyediakan lebih banyak energi daripada baterai nikel-kadmium. Mereka juga tersedia dalam berbagai macam bentuk dan ukuran dalam 4 jenis format:

  • Silindris kecil (benda padat tanpa terminal, seperti yang digunakan pada baterai laptop)
  • Silindris besar (benda padat dengan terminal berulir besar)
  • Kantung (tubuh lunak dan rata, seperti yang digunakan di ponsel)
  • Prismatik (wadah plastik semi-keras dengan terminal berulir besar, sering digunakan dalam paket traksi kendaraan)

Sel-sel kantong memiliki kepadatan energi tertinggi karena tidak adanya kasing. Namun itu memerlukan beberapa bentuk penahanan eksternal untuk mencegah ekspansi ketika tingkat pengisian (SOC) -nya tinggi.

Aplikasi

Baterai NiCad dapat dirakit menjadi kemasan baterai atau digunakan secara terpisah. Sel kecil dan miniatur dapat digunakan dalam senter, elektronik portabel, kamera, dan mainan. Mereka dapat memasok arus gelombang tinggi dengan resistansi internal yang relatif rendah, menjadikannya pilihan yang menguntungkan untuk pesawat terbang model listrik yang dikendalikan dari jarak jauh, kapal, mobil, alat-alat listrik tanpa kabel dan unit lampu kilat kamera. Sel banjir yang lebih besar digunakan untuk baterai mulai pesawat, kendaraan listrik, dan daya siaga.

Dengan kualitas seperti kepadatan energi tinggi, tidak ada efek memori, dan hilangnya daya secara lambat saat tidak digunakan, baterai lithium-ion adalah pilihan paling populer untuk elektronik konsumen. Mereka juga semakin populer untuk aplikasi militer, kendaraan listrik, dan luar angkasa.

Artikel Terkait