Baterai dulunya adalah benda berat dan kaku yang menghasilkan daya yang sangat rendah untuk ukuran dan beratnya. Untungnya, teknologi telah meningkat dari waktu ke waktu, dan pada tahun 2020 kami memiliki baterai lithium-polymer berdaya tinggi yang menghasilkan daya sebanyak yang dibutuhkan proyek seluler Anda. Namun, ada beberapa hal yang perlu diingat saat menggunakannya - jadi saya sarankan Anda membaca panduan pemula tentang cara menggunakan LiPo dengan benar dalam proyek Anda.
Ada banyak sekali jenisnya!
Baterai lithium-ion komersial pertama memasuki pasar pada tahun 1991, dan selama 30 tahun terakhir kami telah melihat kemajuan pesat. Hasilnya, kami memiliki banyak teknologi dan jenis baterai yang berbeda, yang dibagi menurut jenis desain dan bahan yang digunakan. Untuk menangani baterai dengan benar, penting untuk mengetahui jenis baterai yang Anda miliki, dan sangat penting untuk memperhatikan hal ini.
Lithium-ion 18650 sel dari laptop. Kit seperti ini biasanya dilas dengan strip nikel.
Biasanya, baterai lithium-ion, atau Li-ion disebut sebagai seluruh teknologi baterai lithium yang dapat diisi ulang secara keseluruhan, namun, ini sering kali menjadi sebutan untuk sel tradisional dengan badan logam silinder. Salah satu opsi adalah 18650 yang sangat dihormati, namun ada banyak opsi dan ukuran. Lambungnya yang kokoh membuatnya populer untuk digunakan dalam kendaraan, karena mengalami tekanan fisik yang signifikan.
Lithium Polymer, atau Li-Po, mengacu pada baterai lithium-ion yang menggunakan elektrolit polimer, bukan cairan. Berkat ini, mereka dapat dibuat dalam bentuk wadah dengan berbagai bentuk. Fleksibilitas ini menjadikannya berguna untuk aplikasi seperti smartphone dan tablet yang membutuhkan kapasitas baterai besar dan bentuk yang datar. Mereka juga sering digunakan dalam model yang dikendalikan radio, karena bobotnya yang rendah memberikan keuntungan yang signifikan bagi kendaraan terbang.
Baterai kemasan polimer litium untuk digunakan dalam model yang dikendalikan radio.
Lithium-HV, atau baterai litium tegangan tinggi, adalah baterai polimer litium yang menggunakan aditif silikon-graphene khusus pada terminal positif, yang mencegahnya dari kerusakan akibat tegangan tinggi. Jika Anda mengisi sebagian besar baterai litium ke tegangan yang lebih tinggi dari 4.2V, kapasitasnya akan berkurang secara signifikan, dan masa pakai baterai akan berkurang secara nyata. Dengan menggunakan aditif ini, sel dapat diisi hingga 4,32 V tanpa efek negatif tersebut. Meningkatkan voltase akan meningkatkan kepadatan energi sekitar 10% dibandingkan dengan baterai polimer litium konvensional.
Baterai lithium iron phosphate , atau LiFePO 4, gunakan bahan kimia yang sedikit dimodifikasi, sehingga dapat menanggung lebih banyak siklus pengisian / pengosongan dengan mengorbankan kapasitas energi yang sedikit lebih rendah. Mereka berkinerja terbaik dalam kisaran 3.0V hingga 3.65V, daripada kisaran 3.0-4.2 khas kimia ion lithium standar. Ini dan kurva pelepasan yang sangat datar membuatnya ideal untuk mengganti baterai timbal 12V dalam banyak kasus, dan alih-alih enam sel asli, empat digunakan. Mereka biasanya lebih stabil, kurang rentan terhadap pelepasan sendiri dan kehilangan kapasitas seiring waktu.
Hormati batasan
Kesalahan dapat menyebabkan hasil yang tidak menyenangkan
Dibandingkan dengan kebanyakan jenis baterai, sel lithium tidak mentolerir penyalahgunaan. Pengosongan di bawah batas bawah mengarah pada pembentukan dendrit tembaga, yang karenanya kapasitasnya menurun dan korsleting dapat terjadi. Pengisian daya yang berlebihan dapat merusak anoda karena endapan litium, yang dapat membentuk dendrit litium, sering kali mengakibatkan korsleting atau reaksi yang menghasilkan panas secara mandiri - baterai mulai berasap dan terbakar. Selain itu, setiap elemen dalam grup perlu dijaga pada level tegangan yang sama dengan semua tetangganya sehingga elemen tidak menurun terlalu cepat.
Penting untuk tidak mengisi daya sel litium terlalu cepat. Suhu lingkungan juga sangat memengaruhi kinerja baterai. Baterai litium tidak menyukai suhu beku, terutama saat terisi penuh. Mereka tidak dapat diisi daya dalam suhu beku. Karena logam litium dapat mengendap pada elektroda negatif, yang dapat merusak sel atau menyebabkan korsleting. Pada prinsipnya, daya dapat diisi hingga -5 ° C, tetapi ini harus dilakukan dengan sangat lambat. Selain itu, baterai dapat rusak jika diisi pada suhu di atas 45 ° C.
Jika Anda melampaui batas yang ditentukan, paling-paling Anda hanya akan mematikan baterai, paling buruk akan terbakar dan meledak. Selain itu, unsur-unsur ini rentan terhadap pembengkakan, evolusi gas, dan umumnya tidak nyaman untuk digunakan. Sepertinya terlalu sulit untuk menghadapinya. Untungnya, elektronik modern telah belajar mengatasi masalah mereka. Peralatan dan tindakan pencegahan yang benar akan memastikan bahwa baterai litium dapat digunakan dengan aman dan efisien. Namun, setiap orang yang bekerja dengan mereka harus memahami potensi bahayanya. Bob Baddeley menerbitkan artikel yang sangat bagus tentang topik ini November lalu .
Bekerja dengan baterai
Dalam kasus menggunakan sel individu atau kelompoknya, misalnya, saat menggunakan baterai LiPo dalam model yang dikendalikan radio, cukup menggunakan pengisi daya khusus untuk baterai litium. Saat mengisi daya, Anda perlu menghubungkan kabel untuk memeriksa keseimbangan [memungkinkan Anda mengukur tegangan pada masing-masing elemen secara terpisah / kira-kira. terjemahan], terutama jika daya baterai benar-benar habis. Kinerja baterai terbaik dapat dicapai dengan pengisi daya pintar (terutama dengan LiFePO 4 dan sel tegangan tinggi). Pastikan Anda memiliki cara untuk menghentikan pengurasan baterai jika voltase terlalu rendah - baik itu lampu peringatan, bunyi bip, atau hanya pematian otomatis.
Modul seperti ini bagus untuk mengintegrasikan baterai litium ke dalam prototipe.
Jika perangkat Anda memerlukan baterai terintegrasi, perlindungan khusus dan papan pengisi daya cocok untuk Anda. Ada modul siap pakai dan sirkuit terintegrasi yang memungkinkan Anda memantau pengoperasian baterai lithium-ion dengan mudah. Pada prinsipnya, ada banyak dari mereka - dari yang hanya memutus sirkuit ketika voltase turun, hingga solusi kompleks untuk pengisian daya dan perlindungan. Perusahaan seperti Adafruit menjual modul yang bagus untuk penggemar elektronik pemula yang ingin mengintegrasikan solusi pengisian dan pemantauan baterai yang nyaman tanpa harus merancang papan sendiri. Namun, ada solusi open source yang akan mudah diintegrasikan ke papan Anda sendiri di masa mendatang.
(BMS) 12 , 60 .
Untuk proyek yang lebih besar dengan baterai rakitan sendiri, Sistem Manajemen Baterai (BMS) sangat cocok. BMS tidak terlalu jauh berbeda dari security chip, ia hanya dirancang untuk tugas yang lebih besar. BMS biasanya digunakan untuk baterai dengan selusin atau lebih sel dan sering digunakan dalam proyek seperti e-bikes dan kendaraan lain. BMS disolder langsung ke baterai, dan dihubungkan ke setiap sel secara terpisah [ke sekelompok sel yang terhubung secara paralel / kira-kira. terjemahan.]. Tugasnya adalah menyeimbangkan elemen, membatasi arus pelepasan untuk keselamatan, mengontrol proses pengisian. Perakit baterai yang berpengalaman sering kali mengintegrasikan BMS ke dalam bodi atau selubung baterai itu sendiri, hanya menyisakan konektor di luarnya. Ini memungkinkan pengguna untuk menambahkan baterai yang sudah jadi ke proyek mereka,tanpa mengkhawatirkan perlindungan.
Jika proyek Anda memerlukan ketahanan khusus terhadap pengaruh lingkungan, Anda juga harus memantau suhu baterai. Melacak suhu sel, terutama saat mengisi daya, adalah cara yang bagus untuk melindungi baterai Anda dari kerusakan. Chip dan BMS terbaik memiliki fungsi pelacakan suhu. Pada tingkat perakitan ini, Anda sudah akan membuat baterai sendiri, memasukkan termokopel ke tempat yang tepat selama perakitan. Untuk baterai yang menghasilkan arus tinggi, suhu harus dipantau tanpa gangguan. Hampir semua e-bikes dan kendaraan listrik memiliki peralatan untuk memantau suhu baterai dan sistem kendali.
Hasil
Baterai lithium-ion bisa berbahaya, tetapi jika digunakan dengan benar, baterai tersebut cukup aman untuk sebagian besar proyek. Kuncinya adalah menggunakan peralatan yang tepat untuk memastikan Anda tetap berada dalam rentang tegangan dan suhu, atau bencana dapat terjadi. Semoga panduan ini akan membantu Anda dalam mencari informasi tentang menyertakan baterai litium dalam proyek Anda.
Lihat juga: