Baterai

Memilih BMS Baterai Sesuai Bahan Kimia Penyusunnya

Jenis-jenis Kimia Baterai dan Aplikasi Penggunaannya

Memilih BMS Sesuai Bahan Kimia Baterai. Kapasitas kimia mengacu pada berapa lama muatan tersedia sebelum sel baterai benar-benar habis. Ini berkaitan dengan kapasitas baterai dalam Mah (mili amp hour). Kemampuan daya mengacu pada seberapa banyak daya yang dapat di Charging dan discharging, yang sering kali berhubungan dengan arus pengosongan x impedansi internal baterai.

Daya tahan, siklus hidup, dan umur simpan berhubungan dengan tingkat di mana sel menua seiring lama penggunaan, atau dengan kurangnya penggunaan. Pemantauan dan langkah-langkah keamanan terkait dengan sirkuit tambahan yang diperlukan untuk memastikan bahwa paket baterai berfungsi seperti yang diharapkan, dan konsumen maupun paket tidak berisiko mengalami kerusakan fisik atau kegagalan permanen.Oleh karena itu memilih BMS baterai yang tepat harus jadi perimbangan utama.

 

Baterai Lead Acid (Sel Asam Timbal)

Jenis sel pertama yang dapat kita periksa adalah asam timbal. Konstruksi sel asam timbal adalah satu elektroda terdiri dari timbal dan timbal dioksida. Elektrolitnya adalah asam sulfat, yang diubah menjadi air selama pembuangan, yang dapat menguap dalam pengaturan suhu tinggi.

Komposisi kimia baterai ini rentan terhadap degradasi saat habis, dan rentan terhadap korosi jika terus-menerus diisi. Siklus hidup jika dirawat dengan baik adalah sekitar 350 siklus.

Asam timbal dapat menyimpan muatan nominal 2,1V, sehingga akan membutuhkan 6 sel secara seri untuk menghasilkan 12V. Asam timbal dapat menyimpan muatan biasanya selama 2 tahun dengan self-discharge rendah. Biasanya, sebuah sel dapat memiliki kapasitas kira-kira 3Ah. Asam timbal mampu menghasilkan laju pelepasan yang tinggi (1-10C) namun ketika pelepasan sel, asam timbal menjadi tidak stabil seperti yang disebutkan sebelumnya, memungkinkan terjadinya korosi pelat atau sulfasi yang tidak mudah diperbaiki.

Memperluas kapasitas dengan menghubungkan sel secara paralel dimungkinkan, namun juga diperlukan untuk mengikat sebanyak mungkin sel yang dibutuhkan secara paralel secara seri untuk mencapai daya yang diinginkan. Jika 12V diperlukan (6 sel secara seri) dan tiga kali lipat kapasitas yang diperlukan (3 sel secara paralel), total 18 sel akan diperlukan untuk memenuhi kriteria.

Baca Juga:  Keseimbangan Baterai Bank, Perlukah Balancer Pada Bank Baterai?

Bobot menjadi perhatian besar pada bahan kimia baterai ini karena kepadatan energinya adalah salah satu yang terendah dari semua opsi pada 90 Wh/L. Namun, asam timbal sangat murah dan biasanya tidak memerlukan sistem manajemen baterai (BMS) untuk memantau arus pengisian dan pengosongan kecuali baterai memerlukan metode untuk teknik pengisian cepat.

Aplikasi yang paling umum untuk asam timbal adalah baterai otomotif, di mana baterai diisi ulang melalui alternator setelah sentakan awal arus tinggi untuk menghidupkan mobil. Aplikasi lain termasuk sistem cadangan untuk server komputer atau telekomunikasi. Aplikasi di mana asam timbal benar-benar digunakan adalah aplikasi di mana berat baterai bukan faktor.

 

Memilih BMS Baterai NiCad (Sel Nikel Kadmium)

Sel selanjutnya untuk dibandingkan adalah nikel kadmium (NiCad). Konstruksi sel nikel kadmium adalah dua elektroda, elektroda positif menjadi nikel oksihidroksida dan elektroda negatif menjadi kadmium dan selama pelepasan, elektroda positif menjadi nikel hidroksida, dan elektroda negatif menjadi kadmium hidroksida.

Kalium hidroksida adalah elektrolit basa. Nikel kadmium memiliki siklus hidup yang sangat panjang yaitu 2.000 siklus dan dapat diisi dan dikosongkan dengan cepat (10-20C) tanpa merusak sel atau memerlukan sistem manajemen baterai. Namun, seperti asam timbal, sel nikel kadmium rentan terhadap korosi pelat. Ini umumnya disebabkan oleh suhu tinggi dan tidak dapat diperbaiki.

Metode degradasi lainnya adalah pengisian penuh, yang memungkinkan bahan katoda mengkristal sehingga metode pencegahannya adalah dengan menghindari penyimpanan dengan muatan penuh. Sel-sel memiliki tingkat pengosongan diri yang tinggi (self discharging), jadi meskipun disarankan untuk tidak menyimpan muatan penuh, juga disarankan untuk tidak mengosongkan sepenuhnya baik untuk menghindari pengosongan yang dalam.

Tegangan sel NiCad jauh lebih rendah daripada asam timbal pada muatan nominal 1.2V. Kapasitas dapat bervariasi berdasarkan ukuran sel, mulai dari 300 mAh hingga 7000 mAh. Sel NiCad biasanya berbentuk silinder mulai dari ukuran AAA-F.

Baca Juga:  Komponen Penyusun Baterai Pack (Modul Paket Baterai)

Karena perbedaan bentuk dan kapasitas ukuran, sel Nickel Cadmium memiliki densitas energi di kisaran 150 Wh/L. Jika ini digunakan untuk bor listrik 18V, dan kami menginginkan kapasitas setidaknya 3000 mAh, ini bisa membutuhkan hingga 150 (15 seri x 10 paralel) sel. Umumnya, sel-sel ini ringan (tergantung ukuran) dan sangat murah untuk siklus hidup yang sangat panjang. Aplikasi paling umum untuk sel Nickel Cadmium adalah untuk perkakas listrik dan elektronik konsumen.

 

Nickel Metal-Hydride Cell/ NIMH (Sel Hidrida Logam Nikel)

Sel nikel metal-hidrida (NiMH) memiliki elektrolit alkali dan elektroda positif yang sama dengan sel nikel kadmium. Satu-satunya perbedaan adalah elektroda negatif, karena diubah dari hidrida logam menjadi kombinasi logam dan air.

NiMH dan NiCad hampir identik kecuali bahwa NiMH memiliki kapasitas hampir dua kali lipat dan debitnya jauh lebih lambat daripada NiCad (1-2C). Sel-sel ini paling berguna karena kapasitasnya yang tinggi, penggunaan yang lama, dan biaya yang rendah sehingga sel-sel ini lazim dalam elektronik konsumen berdaya rendah di mana kapasitas tinggi paling penting.

 

Memilih BMS Baterai Lithium (Sel Lithium-Ion)

Sel lithium-ion terdiri dari lithium sebagai anoda sel, atau bahkan senyawa lithium sebagai katoda. Senyawa berarti kombinasi yang lebih stabil dari litium dan unsur-unsur lain seperti oksigen atau mangan, dll. Ada banyak variasi senyawa yang membentuk sel.

Variasi ini membuat perubahan dalam konduktivitas dan stabilitas sehingga tidak ada dua sel yang sama, namun pro dan kontra dari setiap jenis sel tidak akan berbeda jauh dalam keluarga lithium-ion. Elektrolit harus organik, dan separator dibuat dari bahan mikropori yang memungkinkan degradasi diri yang sangat rendah.

sel lithium-ion paling dikenal sebagai sel silinder 18650 dengan elektrolit cair, tetapi mereka juga datang sebagai kantong, yang menggunakan polimer daripada elektrolit cair. 18650 mengacu pada ukuran diameter 18 mm dan tinggi 650 mm. Baterai polimer menggunakan gel atau elektrolit padat yang memungkinkan desain yang lebih ringkas dan dapat dikaitkan dengan baterai di perangkat seluler.

Baca Juga:  BMW dan Solarwatt Mulai Produksi Baterai untuk PLTS Atap

Sel litium biasanya memiliki tegangan nominal 3,7V dan kapasitasnya dapat bervariasi dari 2,2Ah hingga 3Ah. Beberapa sel dibuat untuk tingkat debit tinggi atau kapasitas tinggi, sehingga bervariasi (2-10C). Mengosongkan sel melewati ambang tegangan rendahnya dapat mengurangi masa pakai siklus dari 500 siklus menjadi 50 siklus. Dalam arti yang sama, pengisian dan pengosongan sel dengan benar dalam rentang yang diberikan dapat memungkinkan sel bertahan melewati 500 siklus.

Tidak seperti sel lainnya, sel lithium-ion terdegradasi lebih cepat baik dalam keadaan terisi penuh maupun kosong. Ketika terisi penuh, elektroda rentan terhadap korosi dan ketika sangat kosong, degradasi dipercepat secara drastis karena ekspansi dan kontraksi pada lapisan Solid Electrolyte Interphase (SEI). Untuk alasan ini, disarankan untuk menyimpan sel lithium-ion dengan muatan 50%.

Faktor lain selain muatan yang perlu dipertimbangkan adalah suhu. Suhu (tinggi dan rendah) juga mempercepat degradasi yang mungkin merupakan faktor paling signifikan saat mempertimbangkan masa pakai baterai. Untuk alasan ini, BMS diperlukan untuk menjaga sel beroperasi dalam rentang yang ditentukan.

Memantau tegangan dan suhu sel juga penting untuk memastikan bahwa tidak ada kemungkinan panas berlebih atau pengisian daya berlebih yang dapat menyebabkan pembakaran atau lebih buruk lagi, ledakan. Sirkuit keamanan dan pemantauan diperlukan karena sel-sel ini memang memiliki banyak daya.

Kepadatan energi berada di kisaran 350 Wh/L yang jauh melampaui kimia sel lainnya. Untuk alasan ini, harus dianggarkan untuk mengeluarkan uang untuk pengembangan pemantauan sel dan sirkuit keselamatan, serta pengujian dan validasi.

Aplikasi yang paling umum untuk sel lithium-ion adalah elektronik genggam, tablet, kendaraan listrik, perkakas listrik, kamera video, dan elektronik konsumen lainnya yang membutuhkan daya tinggi atau kapasitas tinggi.

sumber: https://blog.epectec.com

Builder Indonesia

Builder ID, Platform Online terdepan tentang teknologi konstruksi. Teknik perkayuan, teknik bangunan, Teknik pengelasan, Teknik Kelistrikan, teknik konstruksi, teknik finishing dan pengecatan.Review produk bangunan, review Alat pertukangan, informasi teknologi bahan bangunan, inovasi teknologi konstruksi

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker