Kobalt Pada Baterai Lithium, Seperti Apa Fungsinya?. Indonesia diberi kekayaan alam berupa nikel dan kobalt yang luar biasa melimpah, bahkan Jepang dan China bergabung membuat pabrik baterai lithium terbesar dunia di Morowali, Sulawesi. Seperti Apa fungsi Kobalt Pada baterai Lithium?
Ditemukan pada tahun 1739, cobalt adalah logam perak-abu-abu keras, mengkilap yang merupakan produk sampingan dari penambangan nikel dan tembaga dan setidaknya satu setengah dari kobalt dunia ditambang dari Republik Demokratik Kongo.
Cobalt umumnya digunakan sebagai bahan katoda dalam baterai Li-ion, tetapi juga digunakan untuk membuat banyak hal lain, termasuk magnet yang kuat, alat pemotong dan paduan yang kuat untuk mesin jet. Cobalt dan lithium keduanya dapat didaur ulang, meskipun saat ini hanya sedikit atau tidak ada daur ulang baterai lithium-ion.
Kobalt Pada Baterai Lithium-ion
Baterai lithium ion yang dapat diisi ulang mencakup dua elektroda yang terendam dalam larutan elektrolit dan dibagi oleh membran polimer yang permeabel. Ketika baterai lithium-ion sedang diisi, ion lithium bergerak dari katoda positif ke anoda negatif melalui membran polimer. Selama pemakaian, ion litium kembali dari anoda ke katoda. Dalam prosesnya, elektron dikirim ke perangkat elektronik, memberinya daya dalam proses.
Karbon grafit adalah bahan anoda khas yang digunakan dalam baterai lithium-ion karena memiliki struktur berlapis yang dapat mendukung dan menyimpan ion lithium kecil di antara lapisannya. Karena tegangan kerja baterai didasarkan pada perbedaan potensial elektrokimia antara katoda dan anoda, katoda tidak dapat berupa grafit, dan sebagian besar karakteristik kinerja baterai lithium-ion didasarkan pada bahan katoda.
Katoda menyimpan ion lithium melalui interkalasi elektrokimia; urutan dimana ion lithium dimasukkan ke dalam atau ditarik dari lokasi kisi di dalam struktur bahan katoda.
Di antara bahan katoda yang paling dasar adalah lithium-cobalt-oxide (Li-Co-O2). Ketika baterai yang dibuat menggunakan bahan ini diisi dayanya, ion lithium ditarik keluar dari oksida dan dimasukkan ke dalam elektroda grafit. Selama pemakaian, proses sebaliknya terjadi.
Ketika ion lithium dikeluarkan dari oksida di katoda, ia memiliki muatan positif, sehingga kobalt mengubah keadaan oksidasi dan oksida tetap netral secara listrik. Sejumlah kecil kobalt bergeser dalam keadaan oksidasi dari 3 menjadi 4 untuk menggantikan ion lithium.
Kobalt pada Baterai: Menjaga Daya Tahan
Lithium-cobalt-oxide adalah senyawa interkalasi dengan lithium, cobalt dan oksigen yang tersusun dalam lapisan dua dimensi: lapisan lithium, kemudian lapisan oksigen, lapisan kobalt, lapisan oksigen yang berbeda, dan lapisan lithium yang berbeda . Dalam senyawa interkalasi, litium dapat dihilangkan, dan struktur dasarnya harus tetap tidak berubah. Jika strukturnya bergeser, sangat sulit untuk mengembalikan lithium.
Struktur yang ditingkatkan kobalt dapat mentolerir sekitar 60 persen lithium yang dilepaskan sebelum mulai berubah, yang terjadi dalam periode waktu yang lama. Untuk mendapatkan baterai lithium-ion berperilaku dengan cara yang dapat diprediksi, struktur kerangka kerja harus tetap konstan. Ini memungkinkan baterai ini tetap berguna selama bertahun-tahun hingga puluhan tahun.
Mengganti kobalt dengan nikel yang jauh lebih murah masih menciptakan struktur interkalasi. Namun, jika sejumlah besar litium dikeluarkan dari struktur oksida nikel, ia akan melepaskan sejumlah besar oksigen, yang bisa menjadi bahaya kebakaran. Aluminium, yang memiliki afinitas signifikan terhadap oksigen, dapat dimasukkan dalam struktur untuk mengurangi bahaya. Ini menyeimbangkan struktur, tetapi mengurangi kapasitas sel dengan jumlah kecil.
Masa Depan Kobalt pada Baterai Lithium
Baterai lithium-ion sangat penting untuk pengembangan kendaraan listrik yang sedang berlangsung. Kemajuan teknologi baterai mungkin bisa mengarah pada pengurangan penggunaan kobalt dalam baterai lithium-ion, mengurangi tekanan untuk menambang logam ini dari negara-negara berkembang seperti Republik Demokratik Kongo. Namun, tampaknya kobalt akan tetap penting untuk jenis baterai ini di masa mendatang.
Artikel Asli dari bahasa Inggris Ditulis oleh Brett Smith dari www.azomining.com
