Laman Utama > Berita > Blog
Bateri lithium, atau dikenali sebagai bateri ion lithium, berfungsi dengan menyimpan dan membebaskan tenaga melalui zarah-zarah kecil yang disebut ion lithium. Apabila bateri sedang memberi kuasa kepada sesuatu peralatan, ion-ion ini secara asasnya bergerak dari satu hujung bateri (anod) ke hujung yang satu lagi (katod). Keseluruhan pergerakan inilah yang menjadikan bateri ini begitu istimewa berbanding teknologi bateri lama. Ia mampu memampatkan lebih banyak kuasa ke dalam ruang yang kecil tanpa mempunyai berat yang ketara. Itulah sebabnya telefon dan komputer riba terus menjadi semakin nipis tetapi masih tahan lebih lama di antara setiap pengecasan. Ketumpatan tenaga bateri jenis ini jauh mengatasi kebanyakan alternatif lain yang ada di pasaran pada hari ini.
Bateri lithium kini terdapat hampir di mana-mana sahaja dalam kehidupan kita yang dipandu oleh teknologi. Sumber kuasa ini memacu pelbagai perkakasan, daripada peranti harian seperti telefon dan komputer riba sehinggalah ke perkakasan yang lebih besar seperti kereta elektrik dan sistem penyimpanan tenaga solar. Apakah yang menyebabkan bateri ini begitu popular? Ia ringan tetapi mempunyai keupayaan menyimpan cas yang mencukupi untuk tempoh yang panjang. Disebabkan oleh kombinasi ciri-ciri ini, kita telah bergantung dengan bateri tersebut tidak hanya untuk permainan kecil di poket kita tetapi juga untuk memajukan alternatif tenaga hijau yang kini menjadi fokus pelaburan besar oleh banyak syarikat.
Bateri lithium berfungsi dengan menghasilkan tenaga elektrik melalui tindak balas kimia di dalamnya, secara asasnya menggerakkan zarah lithium yang kecil ke sana ke mari untuk menghasilkan arus elektrik. Apabila kita menggunakan bateri ini, zarah-zarah lithium tersebut akan mula bergerak dari satu sisi (dikenali sebagai anod) ke sisi yang satu lagi (katod), sambil melalui sesuatu yang dipanggil elektrolit di sepanjang perjalanannya. Apabila zarah-zarah ini bergerak ulang-alik, mereka menghasilkan tenaga elektrik yang digunakan untuk menjalankan pelbagai perkakasan, dari telefon pintar hingga kereta elektrik. Disebabkan kecekapan mereka dalam menyimpan dan melepaskan kuasa, bateri lithium telah menjadi sangat penting dalam perkara seperti panel suria dan turbin angin, di mana bekalan tenaga yang konsisten memainkan peranan yang besar.
Apabila kita mengecas bateri litium, apa yang sebenarnya berlaku ialah ion litium bergerak kembali ke bahagian anod bateri tersebut. Untuk melakukan ini, kita perlu mengaplikasikan sedikit tenaga elektrik dari luar bateri itu sendiri. Voltan yang digunakan mesti lebih tinggi berbanding voltan yang sedia ada di dalamnya, ibarat menolak melawan tekanan air. Ini menyebabkan ion-ion kecil tersebut kembali menyeberang ke bahagian anod. Proses ini hampir bertentangan dengan keadaan apabila bateri digunakan, kerana pada masa itu ion hanya bergerak secara semula jadi ke arah katod. Pergerakan berulang-alik antara anod dan katod ini sangat penting untuk kemampuan bateri menyimpan tenaga dan melepaskannya kembali pada masa akan datang. Tanpa proses timbal balik ini, telefon kita tidak akan tahan lama di antara dua pengecasan. Dan bercakap tentang aplikasi dalam dunia sebenar, proses keseluruhannya inilah yang membuatkan bateri litium begitu berguna untuk perkara-perkara seperti kereta elektrik dan penyimpanan tenaga diperbaharui dalam grid besar, membantu kita bergerak ke arah sumber tenaga yang lebih bersih secara keseluruhannya.
Terdapat pelbagai jenis bateri litium di pasaran, setiap satunya sesuai untuk kegunaan berbeza bergantung kepada kandungan kimianya dan cara ia berfungsi. Sebagai contoh, bateri Litium Ferro Fosfat atau dikenali sebagai bateri LFP. Bateri hebat ini telah menjadi pilihan utama dalam banyak projek penyimpanan tenaga kerana keupayaannya menangani haba dengan baik dan tahan lebih dari seribu kitaran pengecasan. Ini juga sebabnya golongan dalam sektor tenaga boleh diperbaharui sangat meminati penggunaannya sebagai pengganti bateri asid plumbum tradisional yang memerlukan penyelenggaraan berkala. Pemasangan di lapangan menunjukkan bahawa bateri LFP ini boleh bertahan lebih dari 2000 kitaran pengecasan penuh sambil tetap berprestasi baik walaupun digunakan secara berat. Berbeza dengan kimia litium yang lain, bateri ini tidak bermasalah untuk dinyahcas sepenuhnya, menjadikannya sangat berguna dalam sistem kuasa solar dan aplikasi kuasa sandaran di mana fleksibiliti maksimum diperlukan.
Bateri LMO digunakan secara meluas dalam kereta elektrik kerana ia menawarkan prestasi yang baik dalam pelbagai keadaan. Salah satu kelebihan utama ialah kestabilannya walaupun suhu berubah-ubah, selain itu ia secara umumnya lebih selamat berbanding kebanyakan alternatif. Bahan katod khas di dalamnya membolehkan ia dicas dengan cepat dan juga mengendalikan arus yang lebih tinggi. Selain daripada kenderaan elektrik, bateri ini juga berfungsi baik dalam alat-alat kuasa di mana ledakan tenaga yang pantas adalah penting, malah dalam peralatan perubatan tertentu yang memerlukan sumber kuasa yang boleh dipercayai. Walau bagaimanapun, kelemahan utamanya ialah kebanyakan bateri LMO tidak tahan lama berbanding beberapa pesaingnya. Ujian di dunia sebenar menunjukkan bateri ini biasanya hanya bertahan sekitar 300 hingga mungkin 700 kitaran pengecasan sebelum perlu diganti. Bagi pengeluar, ini bermakna sentiasa ada keseimbangan antara mendapatkan ciri-ciri prestasi yang hebat berbanding perlu menanggung kos penggantian pada masa hadapan.
Bateri LCO muncul di mana-mana sahaja pada peranti kita kerana ia memampatkan kuasa yang tinggi dalam ruang yang kecil. Telefon pintar, tablet, malah komputer riba juga bergantung kepada teknologi ini berkat keupayaan storan tenaganya yang mengagumkan. Apa yang membuatkan ia berfungsi begitu baik ialah kemampuannya untuk terus menjalankan peranti dalam tempoh yang lebih lama tanpa memakan ruang yang banyak. Tetapi terdapat kelemahan yang perlu disebut di sini. Keselamatan menjadi kebimbangan yang lebih besar memandangkan bateri ini tidak dapat mengendalikan haba dengan baik seperti pilihan lain dan cenderung haus lebih cepat dari masa ke masa. Walaupun begitu, pengeluar masih menggunakan bateri LCO buat masa ini semata-mata kerana tiada yang dapat menandingi ketumpatan tenaganya apabila ia digunakan untuk memacu peranti elektronik moden yang berbentuk ramping hari ini.
Apabila kita membandingkan bateri litium dengan model-model lama berasid-plumbum, perbezaannya menjadi jelas dalam beberapa bidang utama termasuk berat, jumlah kitaran pengecasan, dan keseluruhan kapasiti penyimpanan kuasa. Pakej litium jauh lebih ringan, itulah sebabnya ia berfungsi dengan baik dalam perkakas yang dibawa oleh pengguna atau dipasang dalam kenderaan berbanding unit berasid-plumbum yang berat dan terasa seperti membawa bata ke mana-mana. Berat yang lebih ringan bermaksud kecekapan yang lebih baik apabila digunakan sepanjang hari. Kelebihan besar lain bagi litium adalah jangka hayatnya sebelum perlu diganti. Kebanyakan bateri litium boleh bertahan sehingga kira-kira 2000 kitaran pengecasan penuh, manakala bateri berasid-plumbum biasanya akan rosak selepas hanya 500 hingga 1000 pengecasan pada maksimumnya. Jangan lupa juga tentang ketumpatan tenaga. Litium menyimpan kuasa kira-kira dua kali ganda lebih banyak per unit isipadu berbanding teknologi berasid-plumbum. Itu menjelaskan mengapa telefon dan komputer riba kita terus berjalan lebih lama di antara pengecasan tanpa menjadi lebih besar atau lebih berat dari semasa ke semasa. Semua alasan ini digabungkan menjelaskan mengapa litium telah menjadi pilihan utama untuk ketahanan dan mendapatkan kecekapan maksimum dari setiap pengecasan.
Membandingkan bateri nikel metal hidrid (NiMH) dengan bateri litium menunjukkan perbezaan yang jelas dari segi keberkesanan, prestasi, dan kos pengendaliannya. Bateri litium berfungsi lebih baik kerana ia memampatkan lebih banyak tenaga dalam ruang yang lebih kecil dan mengecas dengan lebih cepat. Ini bermaksud masa menunggu untuk pengecasan dapat dikurangkan serta prestasi keseluruhan yang lebih baik—sesuatu yang sangat penting dalam aplikasi seperti kenderaan elektrik di mana setiap minit itu bernilai. Penyelenggaraan juga merupakan bidang di mana bateri litium unggul. Bateri ini tidak mempunyai masalah kesan ingatan yang lazim pada bateri NiMH, iaitu kecenderungan untuk hilang keupayaan selepas pengecasan separa berulang kali. Selain itu, bateri litium mempunyai jangka hayat yang lebih panjang sebelum perlu diganti, jadi walaupun kos permulaan mungkin lebih tinggi, kebanyakan perniagaan mendapati bateri litium lebih murah dalam jangka panjang apabila mengambil kira jumlah kos kepemilikan. Bagi industri yang memerlukan kuasa yang boleh dipercayai tanpa membebankan kos penggantian, bateri litium kini menjadi pilihan utama walaupun pelaburan permulaannya lebih besar.
Kitar semula bateri litium memainkan peranan yang sangat penting dalam mengurangkan kesan alam sekitar mereka. Kebanyakan operasi kitar semula bertujuan untuk mengekstrak bahan bernilai seperti litium, kobalt, dan nikel daripada bateri lama agar tidak semua bahan tersebut dibuang begitu sahaja. Proses ini bermula dengan pengumpulan bateri terpakai daripada pelbagai sumber seperti kenderaan elektrik dan peralatan elektronik pengguna sebelum bateri-bateri ini diasingkan sekeping demi sekeping. Setelah dipisahkan, logam-logam berharga ini akan dibersihkan dan dihantar semula ke dalam garisan pengeluaran untuk dijadikan pakej bateri baharu, yang seterusnya membantu membina sistem ekonomi bulatan. Selain menjimatkan penggunaan bahan mentah, kitar semula yang betul juga dapat menghalang bahan kimia berbahaya daripada berakhir di tapak pelupusan sampah, di mana ia berpotensi meresap ke dalam air tanah atau mencemarkan ekosistem tempatan dari semasa ke semasa.
Kelestarian perlombongan litium memainkan peranan yang sangat penting dalam mengurangkan kerosakan alam sekitar. Proses penambangan litium, yang memberi kuasa kepada begitu banyak bateri moden, sering kali membawa kepada masalah ekologi yang serius. Kita bercakap tentang habitat yang musnah dan sumber air yang kering di kawasan-kawasan tempat penambangan berlaku. Namun, terdapat juga berita baik yang sedang berkembang. Syarikat-syarikat mula mencuba kaedah-kaedah yang lebih bersih untuk mengekstrak litium dari bumi. Sebahagian daripada mereka menumpukan kepada teknik penambangan garam cecair manakala yang lain memberi tumpuan kepada peningkatan kaedah perlombongan tradisional. Kaedah-kaedah baharu ini cuba mengurangkan kerosakan alam semula jadi sambil memanfaatkan sumber-sumber dengan lebih baik. Cabarannya tetap wujud, iaitu bagaimana memenuhi permintaan litium yang semakin meningkat tanpa memusnahkan persekitaran tempatan. Dan seiring dengan kemajuan teknologi bateri, peningkatan berterusan dalam operasi perlombongan dan program kitar semula akan menjadi sangat penting sekiranya kita ingin terus menggunakan bateri litium secara mampan.
Keselamatan kekal menjadi kebimbangan utama apabila bekerja dengan bateri litium dalam penggunaan tenaga boleh diperbaharui. Mencegah isu keterlaluan haba dan tindak balas haba yang berbahaya menjadi lebih penting dalam pemasangan berskala besar di mana masalah boleh merebak dengan cepat. Industri ini telah mengadopsi beberapa pendekatan untuk memastikan keadaan terkawal. Sistem penyejukan perlu dipasang dengan betul, manakala sistem pengurusan bateri (BMS) yang lebih canggih membantu menghentikan kegagalan haba yang berkemungkinan berlaku sebelum ia terjadi. Amalan penting yang lain adalah memastikan setiap sel dipisahkan secara elektrik daripada sel lain, selain memantau dengan teliti suhu semasa operasi dan apa yang berlaku semasa kitaran pengecasan. Kajian menunjukkan bahawa kira-kira satu per lima daripada semua kegagalan bateri disebabkan oleh pengurusan haba yang lemah, dan ini menerangkan mengapa ramai syarikat melabur secara besar-besaran dalam langkah perlindungan seumpama ini untuk sistem penyimpanan tenaga mereka.
Memastikan bateri litium yang betul bermula dengan mengikuti prosedur pengendalian yang sewajarnya. Kebanyakan pengeluar menekankan kepentingan menggunakan pengecas yang bersijil dan mematuhi spesifikasi voltan mereka bagi mengelakkan situasi berbahaya. Penyimpanan juga penting, kumpulan keselamatan kerap kali menekankan bahawa penyimpanan di tempat yang sejuk dan kering adalah yang terbaik, jauh daripada kawasan panas atau tempat yang mungkin terdedah kepada cahaya matahari terik. Syarikat perlu melaburkan masa untuk melatih kakitangan tentang cara mengendalikan sumber kuasa ini dengan betul. Pemeriksaan dan penyelenggaraan berkala memberi kesan yang besar dalam mengurangkan potensi bahaya. Bagi sistem tenaga boleh diperbaharui yang bergantung heavily kepada teknologi litium, memahami asas-asas ini bukan sahaja amalan yang baik, tetapi hampir mesti dilakukan jika kita mahu penyelesaian tenaga hijau kita bertahan.
Masa depan kelihatan cerah bagi teknologi bateri litium kerana penyelidik terus berusaha ke arah pilihan penyimpanan tenaga yang lebih baik dan tahan lama. Bidang utama di mana saintis sedang membuat kemajuan termasuk meningkatkan jumlah kuasa yang boleh disimpan oleh bateri ini, mempercepatkan proses pengecasan, dan memanjangkan jangka hayatnya. Dengan peningkatan sedemikian, kita kini melihat bateri yang lebih berkuasa sambil memerlukan masa pengecasan yang lebih singkat dan jangka penggantian yang lebih jarang—sesuatu yang sangat penting bagi aplikasi seperti kenderaan elektrik (EV) dan penyimpanan tenaga yang dijanakan dari sumber solar atau angin. Beberapa kejayaan terkini seolah-olah telah meningkatkan kapasiti tenaga sebanyak kira-kira 15 peratus sambil mengurangkan masa menunggu yang panjang ketika mengecas. Penyelidikan sebegini membantu mengurangkan kos di pelbagai sektor, dari pengangkutan hingga ke pembuatan, apabila syarikat-syarikat berusaha mengurangkan kesan karbon mereka tanpa memperjudikan prestasi.
Bateri litium keadaan pepejal kelihatan sangat baik untuk masa depan kerana ia memampatkan lebih banyak tenaga ke dalam ruang yang lebih kecil sambil menjadi jauh lebih selamat berbanding apa yang kita ada sekarang. Berbeza dengan elektrolit cecair yang mudah terbakar, bateri baru ini menggunakan elektrolit pepejal yang bermaksud tiada kebocoran atau kebakaran apabila berlaku kegagalan. Apa yang membuatkan teknologi ini menarik ialah selain daripada lebih selamat, ia juga menyimpan tenaga dengan kepadatan yang lebih tinggi. Itu sebabnya pengeluar kereta dan syarikat peralatan elektronik sedang memerhatikan perkembangan ini dengan teliti. Bidang penyelidikan ini bergerak dengan cepat, dan dalam tempoh beberapa tahun sahaja, pilihan bateri keadaan pepejal mungkin mula muncul di poket kita dan di bawah kenderaan kita pada harga yang mampu dibayar. Kita sedang bercakap tentang sesuatu yang mampu mengubah cara kita memberi kuasa kepada segala-galanya daripada telefon pintar sehingga lori elektrik, menawarkan prestasi yang lebih baik tanpa risiko kebakaran yang dikaitkan dengan teknologi bateri semasa.