Baterai timbal-asam & Baterai Lithium
1. Baterai timbal-asam
1.1 Apa itu Baterai Timbal-asam?
● Baterai timbal-asam adalah baterai penyimpan yang sebagian besar elektrodanya terbuat dari bahan tersebutmemimpindan ituoksida, dan elektrolit siapalarutan asam sulfat.
● Tegangan nominal baterai timbal-asam sel tunggal adalah2.0V, yang dapat dikeluarkan hingga 1.5V dan diisi hingga 2.4V.
● Dalam aplikasi,6 sel tunggalbaterai timbal-asam sering dihubungkan secara seri untuk membentuk nominal12Vbaterai timbal-asam.
1.2 Struktur Baterai Timbal-asam
● Dalam kondisi pelepasan baterai timbal-asam, komponen utama elektroda positif adalah timbal dioksida, dan arus mengalir dari elektroda positif ke elektroda negatif, dan komponen utama elektroda negatif adalah timbal.
● Dalam kondisi pengisian baterai timbal-asam, komponen utama elektroda positif dan negatif adalah timbal sulfat, dan arus mengalir dari elektroda positif ke elektroda negatif.
●Baterai grafena: aditif konduktif grapheneditambahkan ke bahan elektroda positif dan negatif,bahan elektroda komposit grapheneditambahkan ke elektroda positif, danlapisan fungsional grapheneditambahkan ke lapisan konduktif.
1.3 Apa yang diwakili oleh informasi pada sertifikat?
●6-DZF-20:6 berarti ada6 grid, setiap jaringan mempunyai tegangan sebesar2V, dan tegangan yang dihubungkan seri adalah 12V, dan 20 berarti baterai berkapasitas20AH.
● D (listrik), Z (berbantuan daya), F (baterai bebas perawatan dengan pengaturan katup).
●DZM:D (listrik), Z (kendaraan berbantuan listrik), M (baterai bebas perawatan tersegel).
●EVF:EV (baterai kendaraan), F (baterai bebas perawatan yang diatur katup).
1.4 Perbedaan antara katup yang dikontrol dan disegel
●Baterai bebas perawatan yang diatur katup:tidak perlu menambahkan air atau asam untuk pemeliharaan, baterai itu sendiri adalah struktur tertutup,tidak ada kebocoran asam atau kabut asam, dengan keamanan satu arahkatup buang, ketika gas internal melebihi nilai tertentu, katup buang secara otomatis terbuka untuk membuang gas
●Baterai timbal-asam bebas perawatan yang tersegel:seluruh baterainyatertutup sepenuhnya (reaksi redoks baterai diedarkan di dalam cangkang yang tersegel), sehingga baterai bebas perawatan tidak memiliki luapan "gas berbahaya".
2. Baterai Litium
2.1 Apa itu Baterai Lithium?
● Baterai litium adalah jenis baterai yang menggunakanlogam litium or paduan litiumsebagai bahan elektroda positif/negatif dan menggunakan larutan elektrolit tidak berair.(Garam litium dan pelarut organik)
2.2 Klasifikasi Baterai Litium
●Baterai lithium secara kasar dapat dibagi menjadi dua kategori: baterai logam lithium dan baterai lithium ion.Baterai litium ion lebih unggul daripada baterai logam litium dalam hal keamanan, kapasitas spesifik, laju pengosongan mandiri, dan rasio kinerja-harga.
● Karena persyaratan teknologinya yang tinggi, hanya perusahaan di beberapa negara yang memproduksi baterai logam litium jenis ini.
2.3 Baterai Litium Ion
| Bahan Elektroda Positif | Tegangan Nominal | Kepadatan Energi | Siklus Hidup | Biaya | Keamanan | Waktu Siklus | Suhu Pengoperasian Normal |
| Litium Cobalt Oksida (LCO) | 3.7V | Sedang | Rendah | Tinggi | Rendah | ≥500 300-500 | Litium besi fosfat: -20℃~65℃ litium terner: -20℃~45℃Baterai litium terner lebih efisien dibandingkan litium besi fosfat pada suhu rendah, namun tidak tahan terhadap suhu tinggi seperti litium besi fosfat.Namun, hal ini bergantung pada kondisi spesifik masing-masing pabrik baterai. |
| Litium Mangan Oksida (LMO) | 3.6V | Rendah | Sedang | Rendah | Sedang | ≥500 800-1000 | |
| Litium Nikel Oksida (LNO) | 3.6V | Tinggi | Rendah | Tinggi | Rendah | Tidak ada data | |
| Litium Besi Fosfat (LFP) | 3.2V | Sedang | Tinggi | Rendah | Tinggi | 1200-1500 | |
| Aluminium Nikel Kobalt (NCA) | 3.6V | Tinggi | Sedang | Sedang | Rendah | ≥500 800-1200 | |
| Nikel Kobalt Mangan (NCM) | 3.6V | Tinggi | Tinggi | Sedang | Rendah | ≥1000 800-1200 |
●Bahan elektroda negatif:Grafit paling banyak digunakan.Selain itu, logam litium, paduan litium, elektroda negatif silikon-karbon, bahan elektroda negatif oksida, dll. juga dapat digunakan untuk elektroda negatif
● Sebagai perbandingan, litium besi fosfat adalah bahan elektroda positif yang paling hemat biaya.
2.4 Klasifikasi bentuk baterai lithium-ion
Baterai lithium-ion silinder
Baterai Li-ion Prismatik
Baterai lithium ion tombol
Baterai lithium-ion berbentuk khusus
Baterai paket lunak
● Bentuk umum yang digunakan untuk baterai kendaraan listrik:berbentuk silinder dan soft-pack
● Baterai litium silinder:
● Keuntungan: teknologi matang, biaya rendah, energi tunggal kecil, mudah dikendalikan, pembuangan panas yang baik
● Kekurangan:sejumlah besar paket baterai, bobot yang relatif berat, kepadatan energi yang sedikit lebih rendah
● Baterai lithium kemasan lunak:
● Keuntungan: metode pembuatan yang ditumpangkan, lebih tipis, lebih ringan, kepadatan energi lebih tinggi, lebih banyak variasi saat membentuk paket baterai
● Kekurangan:kinerja keseluruhan baterai yang buruk (konsistensi), tidak tahan terhadap suhu tinggi, tidak mudah distandarisasi, biaya tinggi
● Bentuk mana yang lebih baik untuk baterai litium?Faktanya, tidak ada jawaban yang pasti, terutama bergantung pada permintaan
● Jika Anda menginginkan biaya rendah dan kinerja keseluruhan yang baik: baterai litium silinder > baterai litium kemasan lunak
● Jika Anda menginginkan ukuran kecil, ringan, dan kepadatan energi tinggi: baterai litium kemasan lunak > baterai litium silinder
2.5 Struktur Baterai Lithium
● 18650: 18mm menunjukkan diameter baterai, 65mm menunjukkan tinggi baterai, 0 menunjukkan bentuk silinder, dan seterusnya
● Perhitungan baterai litium 12v20ah: Asumsikan tegangan nominal baterai 18650 adalah 3,7V (4,2v saat terisi penuh) dan kapasitasnya adalah 2000ah (2ah)
● Untuk mendapatkan 12v, Anda memerlukan 3 baterai 18650 (12/3,7≈3)
● Untuk mendapatkan 20ah, 20/2=10, Anda memerlukan 10 kelompok baterai, masing-masing dengan 3 12V.
● 3 seri adalah 12V, 10 seri paralel adalah 20ah, yaitu 12v20ah (diperlukan total 30 18650 sel)
● Saat pemakaian, arus mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif
● Saat mengisi daya, arus mengalir dari elektroda positif ke elektroda negatif
3. Perbandingan Antara Baterai Lithium, Baterai Timbal-asam dan Baterai Graphene
| Perbandingan | Baterai litium | Baterai timbal-asam | Baterai grafena |
| Harga | Tinggi | Rendah | Sedang |
| Faktor keamanan | Rendah | Tinggi | Relatif tinggi |
| Volume dan berat | Ukuran kecil, ringan | Ukuran besar dan berat | Volume besar, lebih berat dari baterai timbal-asam |
| Daya tahan baterai | Tinggi | Normal | Lebih tinggi dari baterai timbal-asam, lebih rendah dari baterai lithium |
| Masa hidup | 4 tahun (litium terner: 800-1200 kali litium besi fosfat: 1200-1500 kali) | 3 tahun (3-500 kali) | 3 tahun (>500 kali) |
| Portabilitas | Fleksibel dan mudah dibawa | Tidak dapat dikenakan biaya | Tidak dapat dikenakan biaya |
| Memperbaiki | Tidak dapat diperbaiki | Dapat diperbaiki | Dapat diperbaiki |
● Tidak ada jawaban pasti mengenai baterai mana yang lebih baik untuk kendaraan listrik.Hal ini terutama tergantung pada permintaan baterai.
● Dalam hal masa pakai dan masa pakai baterai: baterai litium > graphene > asam timbal.
● Dari segi harga dan faktor keamanan: asam timbal > graphene > baterai litium.
● Dari segi portabilitas: baterai litium > asam timbal = graphene.
4. Sertifikat Terkait Baterai
● Baterai timbal-asam: Jika baterai timbal-asam lolos uji getaran, perbedaan tekanan, dan suhu 55°C, baterai tersebut dapat dikecualikan dari pengangkutan kargo biasa.Apabila tidak lolos ketiga pengujian tersebut maka tergolong barang berbahaya kategori 8 (zat korosif)
● Sertifikat umum meliputi:
●Sertifikasi Pengangkutan Barang Kimia yang Aman(transportasi udara/laut);
●MSDS(LEMBAR DATA KESELAMATAN BAHAN);
● Baterai litium: diklasifikasikan sebagai ekspor barang berbahaya Kelas 9
● Sertifikat umum meliputi: baterai lithium umumnya UN38.3, UN3480, UN3481 dan UN3171, sertifikat paket barang berbahaya, laporan penilaian kondisi transportasi barang
●UN38.3laporan inspeksi keselamatan
●UN3480paket baterai litium-ion
●UN3481baterai litium-ion yang dipasang di dalam peralatan atau baterai elektronik litium dan peralatan yang dikemas bersama (lemari barang berbahaya yang sama)
●UN3171kendaraan bertenaga baterai atau peralatan bertenaga baterai (baterai ditempatkan di dalam mobil, lemari barang berbahaya yang sama)
5. Masalah Baterai
● Baterai timbal-asam digunakan dalam jangka waktu lama, dan sambungan logam di dalam baterai mudah rusak, sehingga menyebabkan korsleting dan pembakaran spontan.Baterai litium sudah habis masa pakainya, dan inti baterai sudah menua serta bocor, yang dapat dengan mudah menyebabkan korsleting dan suhu tinggi.
Baterai timbal-asam
Baterai Litium
● Modifikasi tidak sah: Pengguna memodifikasi sirkuit baterai tanpa izin, yang mempengaruhi kinerja keselamatan sirkuit kelistrikan kendaraan.Modifikasi yang tidak tepat menyebabkan sirkuit kendaraan kelebihan beban, kelebihan beban, panas, dan korsleting.
Baterai timbal-asam
Baterai Litium
● Pengisi daya rusak.Jika pengisi daya tertinggal di dalam mobil dalam waktu lama dan bergetar, kapasitor dan resistor pada pengisi daya dapat dengan mudah kendor, yang dapat dengan mudah menyebabkan pengisian daya baterai yang berlebihan.Mengambil pengisi daya yang salah juga dapat menyebabkan pengisian daya yang berlebihan.
● Sepeda listrik terkena sinar matahari.Di musim panas, suhunya tinggi dan tidak cocok untuk memarkir sepeda listrik di luar ruangan di bawah sinar matahari.Suhu di dalam baterai akan terus meningkat.Jika Anda segera mengisi daya baterai setelah pulang kerja, suhu di dalam baterai akan terus meningkat.Ketika mencapai suhu kritis, mudah terbakar secara spontan.
● Sepeda motor listrik mudah terendam air saat hujan deras.Baterai litium tidak dapat digunakan setelah direndam dalam air.Kendaraan listrik baterai asam timbal perlu diperbaiki di bengkel setelah direndam dalam air.
6. Perawatan Harian dan Penggunaan Baterai dan Lainnya
● Hindari pengisian daya berlebihan dan pengosongan baterai secara berlebihan
Pengisian berlebihan:Umumnya, tumpukan pengisi daya digunakan untuk pengisian daya di Tiongkok.Saat terisi penuh, catu daya akan terputus secara otomatis.Saat mengisi daya dengan pengisi daya, daya akan terputus secara otomatis saat terisi penuh.Selain pengisi daya biasa tanpa fungsi mematikan daya terisi penuh, ketika terisi penuh, pengisi daya tersebut akan terus mengisi daya dengan arus kecil, yang akan mempengaruhi masa pakai untuk waktu yang lama;
Pemakaian berlebihan:Biasanya disarankan untuk mengisi daya baterai saat daya tersisa 20%.Mengisi daya dengan daya rendah dalam waktu lama akan menyebabkan baterai kekurangan tegangan, dan mungkin tidak dapat diisi.Itu perlu diaktifkan kembali, dan mungkin tidak diaktifkan.
● Hindari menggunakannya dalam kondisi suhu tinggi dan rendah.Temperatur yang tinggi akan mengintensifkan reaksi kimia dan menghasilkan banyak panas.Jika panas mencapai nilai kritis tertentu, maka akan menyebabkan baterai terbakar dan meledak.
● Hindari pengisian cepat, yang akan menyebabkan perubahan struktur internal dan ketidakstabilan.Pada saat yang sama, baterai akan menjadi panas dan mempengaruhi masa pakai baterai.Menurut karakteristik baterai litium yang berbeda, untuk baterai litium mangan oksida 20A, menggunakan pengisi daya 5A dan pengisi daya 4A dalam kondisi penggunaan yang sama, menggunakan pengisi daya 5A akan mengurangi siklus sekitar 100 kali lipat.
●Jika kendaraan listrik tidak digunakan dalam waktu lama, usahakan untuk mengisi dayanya seminggu sekali atau setiap kali 15 hari.Baterai timbal-asam sendiri akan mengonsumsi sekitar 0,5% dayanya setiap hari.Akan lebih cepat konsumsinya bila dipasang di mobil baru.
Baterai litium juga akan mengonsumsi daya.Jika baterai tidak diisi dalam waktu lama, maka baterai akan mati dan baterai mungkin tidak dapat digunakan.
Baterai baru yang belum dibongkar perlu diisi lebih dari satu kali100 hari.
●Jika baterai sudah lama digunakanWaktu dan efisiensinya rendah, baterai timbal-asam dapat ditambahkan elektrolit atau air oleh tenaga profesional untuk terus digunakan dalam jangka waktu tertentu, namun dalam keadaan normal disarankan untuk langsung mengganti baterai baru.Baterai litium memiliki efisiensi rendah dan tidak dapat diperbaiki.Disarankan untuk mengganti baterai baru secara langsung.
●Masalah pengisian daya: Pengisi daya harus menggunakan model yang cocok.60V tidak dapat mengisi baterai 48V, asam timbal 60V tidak dapat mengisi baterai litium 60V, danpengisi daya asam timbal dan pengisi daya baterai litium tidak dapat digunakan secara bergantian.
Jika waktu pengisian daya lebih lama dari biasanya, disarankan untuk mencabut kabel pengisi daya dan menghentikan pengisian daya.Perhatikan apakah baterai berubah bentuk atau rusak.
●Masa pakai baterai = voltase × ampere baterai × kecepatan daya motor Rumus ini tidak cocok untuk semua model, terutama model motor berdaya tinggi.Jika digabungkan dengan data penggunaan sebagian besar pengguna wanita, caranya adalah sebagai berikut:
Baterai lithium 48V, 1A = 2.5km, baterai lithium 60V, 1A = 3km, baterai lithium 72V, 1A = 3.5km, asam timbal sekitar 10% lebih sedikit dari baterai lithium.
Baterai 48V dapat berlari 2,5 kilometer per ampere (48V20A 20×2,5=50 kilometer)
Baterai 60V dapat berlari 3 kilometer per ampere (60V20A 20×3=60 kilometer)
Baterai 72V dapat berlari 3,5 kilometer per ampere (72V20A 20×3,5=70 kilometer)
●Kapasitas baterai/A pengisi daya sama dengan waktu pengisian, waktu pengisian = kapasitas baterai/charger Suatu angka, misalnya 20A/4A = 5 jam, tetapi karena efisiensi pengisian akan lebih lambat setelah pengisian hingga 80% (pulsa akan mengurangi arus), maka biasanya ditulis 5-6 jam atau 6-7 jam (untuk asuransi)
