Baterai merupakan teknologi penyimpanan energi listrik. Laptop, kamera digital dan telepon genggam merupakan contoh pengaplikasian penggunaan kinerja baterai. Kinerja baterai melibatkan transfer elektron yang bersifat konduktif. Transfer elektron terjadi dari elektroda negatif (anoda) ke elektroda positif (katoda) sehingga menghasilkan arus listrik dan beda potensial. Baterai yang banyak digunakan sebagai media penyimpanan energi yaitu baterai litium. Baterai litium adalah baterai isi ulang yang banyak dikembangkan dibidang industri karena memiliki kapasitas penyimpanan yang lebih baik, tidak memiliki sifat memory effect dan dapat diisi ulang. Baterai litium memiliki daya serap yang tinggi, ringan, kepadatan energi yang tinggi dan bisa dipakai berkali-kali. Baterai litium merupakan baterai yang dapat mengkoversi energi kimia menjadi energi listrik melalui proses elektrokimia, dimana komponen sel baterai litium terdiri dari elektroda, elektrolit dan separator. Elektroda baterai litium terdiri dari katoda dan anoda. Anoda pada baterai litium terbuat dari litium hidroksida (LiOH) dan karbon aktif . Indikator kerja baterai litium adalah kapasitas, kemapuan siklus elektrokimia yang bergantung kepada bahan anoda. Â Elektroda negatif pada baterai konvensional terbuat dari grafit karena biaya yang murah, kepadatan energi yang tinggi (2,21 g/cc) dan potensial yang rendah
Lithium Cell Structure
Elektroda
Anoda adalah elektroda yang bertindak sebagai pengumpul ion litium dan merupakan bahan aktif. Parameter pengembangan material yang digunakan sebagai anoda antara lain densitas dan siklisitas energi yang dihasilkan. Bahan yang digunakan sebagai anoda harus memiliki sifat seperti kapasitas energi yang tinggi, kapasitas penyimpanan dan pelepasan muatan/ion yang baik, umur panjang, penanganan/pembuatan yang mudah, penggunaan yang aman (tidak beracun) dan murah.
Katoda adalah elektroda yang fungsinya sama dengan anoda, yaitu bertindak sebagai pengumpul ion dan bahan aktif. Tetapi perbedaannya adalah katoda adalah elektroda positif. Sifat-sifat yang harus dipenuhi oleh suatu bahan yang digunakan sebagai katoda antara lain bahan tersebut tersusun dari ion-ion yang mudah mengalami reaksi reduksi dan oksidasi, memiliki konduktivitas yang tinggi seperti logam, memiliki densitas energi yang tinggi dan kapasitas energi yang tinggi, serta sangat stabil. tidak mudah berubah strukturnya dan tidak rusak saat digunakan atau diisi), harganya murah dan ramah lingkungan
Separator
Separator adalah material berpori yang ditempatkan antara anoda dan katoda untuk mencegah hubungan pendek dan kontak antara katoda dan anoda. Selain itu, ion litium harus melewati separator dengan baik. Separator tidak hanya menjadi pembatas antar elektroda, namun juga berperan penting dalam pembangkitan listrik, pengisian daya dan tentunya keamanan dari baterai lithium-ion itu sendiri.
Elektrolit
Elektrolit adalah bagian yang berfungsi sebagai penghantar ion litium dari anoda ke katoda atau sebaliknya. Sifat penting dari elektrolit yang perlu dipertimbangkan adalah konduktivitas, keamanan (tidak beracun) dan harga murah. Ada dua jenis elektrolit yaitu elektrolit cair dan elektrolit padat. Kedua tipe tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Keuntungan dari elektrolit cair adalah konduktivitas ionik yang tinggi, biaya rendah dan keamanan. Namun kekurangannya adalah memiliki ssiklus pemakainan yang rendah (unsustainable) hanya sekitar 25 cycle dan dapat mengurangi densitas energi.
Proses Reaksi Pada Baterai
Pada proses pemakaian listrik (discharging) elektron dari anoda mengalir ke katoda melalui kabel konektor sedangkan lithium yang berada pada sistem (di dalam baterai) lepas dari anoda karena kekurangan elektron untuk berpindah menuju katoda melalui elektrolit. Pada proses pengisian (charging), elektron dari katoda mengalir menuju anoda sedangkan ion lithium dalam sistem berpindah dari katoda menuju anoda melalui elektrolit (Fadli Rohman, 2012:94). Proses charge dan discharge baterai lithium-ion bekerja menurut fenomena interkalasi, yaitu proses pelepasan ion lithium dari tempatnya di struktur kristal suatu bahan elektroda dan penyisipan ion lithium pada tempat di struktur kristal bahan elektroda yang lain (Prihandoko, 2010).
