Baterai litium ion merupakan baterai yang paling umum digunakan saat ini pada barang-barang elektronik maupun kendaraan listrik. Baterai litium ion terdiri dari anoda (kutub negatif), katoda (kutub positif), elektrolit dan separator. Anoda pada baterai lithium ion menggunakan material grafit sebagai tempat terjadinya oksidasi ion litium. Material grafit dapat digantikan dengan material maju yang berbasis karbon seperti graphene atau carbon nanotube (CNT).
Baca juga : Graphene Ball : Material baru yang mampu melakukan full charging dalam waktu 12 menit.
Katoda pada baterai litium ion menggunakan LiCoO2 sebagai tempat terjadinya reaksi reduksi ion litium. Lalu elektrolit yang digunakan adalah LiPF6 sebagai media perpindahan ion litium dari anoda ke katoda atau sebaliknya. Separator berfungsi untuk memisahkan anoda dan katoda agar tidak terjadi short circuit yang akan mengganggu performa baterai dan umur baterai.
Gambar 1. Mekanisme charge dan discharge baterai litium ion[1]
Baterai litium ion merupakan baterai sekunder yang artinya dapat diisi ulang. Prinsip kerja pada baterai litium ion adalah hanya ion litium yang akan berpindah dari sisi anoda ke katoda atau sebaliknya. Pada saat discharge, ion litium dan elektron akan dihasilkan di bagian anoda yang akan menuju katoda untuk bereaksi secara reduksi dengan CoO2 membentuk kembali LiCoO2. Sedangkan pada saat Charge, katoda akan menghasilkan ion litium dan elektron yang akan menuju anoda untuk bereaksi dengan karbon membentuk C6Lix. Reaksi yang terjadi pada baterai litium ion adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Reaksi charge dan discharge baterai litium ion[2]
Pada bulan November 2017, Baterai litium ion digunakan oleh The Guangzhou Shipyard International Company Ltd untuk memproduksi kapal kargo listrik yang mampu menampung barang lebih dari 2000 ton. Kapal tersebut dapat menempuh perjalanan sepanjang 80 km (50 mil) setelah baterai litium ion diisi ulang selama 2 jam. Kapal kargo listrik memiliki panjang 70,5 meter, lebar 13,9 meter, kedalaman 4,5 meter dan berat kapal total sekitar 600 ton[3]. Selain baterai litium ion, kapal kargo listrik menggunakan superkapasitor sebagai sumber energi tambahan. Kapasitas baterai litium ion dan superkapasitor sekitar 2400 kWh yang setara dengan kapasitas baterai 40 mobil listrik tipe BYD new E6 “Pioneer”[4]. Kecepatan kapal kargo listrik adalah 12,8 km/jam (8 mph). Jumlah baterai litium ion yang digunakan sebanyak 1000 pak sehingga berat baterai total ditambah superkapasitor sekitar 26 ton. Huang Jailin, General Manajer Hangzhou Modern Ship Design & Research Co, menuturkan bahwa setelah kapal kargo ini digerakkan oleh tenaga listrik maka tidak akan lagi menghasilkan emisi yang akan mencemari lingkungan. Kedepan, teknologi kapal listrik dapat digunakan untuk membawa penumpang seperti kapal pesiar atau kapal penyebrangan[5].
Peluncuran kapal kargo listrik pertama di dunia[3]
Kapal kargo listrik akan di uji coba di pulau Longxue, Nansha. Ironinya, kapal kargo listrik akan membawa batu bara untuk menyuplai kebutuhan bahan bakar pembangkit listrik di sepanjang pearl river atau sungai mutiara. Batu bara merupakan bahan bakar fosil yang menyumbang emisi gas CO2. Lalu, listrik yang dihasilkan dari pembangkit listrik tersebut dapat digunakan untuk mengisi ulang baterai litium ion di kapal kargo. Hal ini berarti kapal kargo listrik belum sepenuhnya mengurangi emisi gas CO2 yang menyebabkan pemanasan global. Harapannya, kapal kargo listrik tidak akan lagi membawa batu bara sehingga zero emission di sektor transportasi barang dapat diwujudkan.
Gambar 3. Kapal kargo listrik pertama di dunia[6]
Referensi
[1] Hudaya, C. 2012. Mengenal Material Baterai Litium Ion. https://staff.blog.ui.ac.id/chairul.hudaya/2012/12/26/material-baterai-lithium-ion/ (diakses pada 13 Desember 2017)
[2] Lundgren, C A, Kang Xu, T. Richard J, Jan Allen, dan Sheng S Z. Lithium-ion batteries and Materials. http://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9783662466568-c1.pdf?SGWID=0-0-45-1586674-p177657662 (diakses pada 13 Desember 2017)
[3] Fred, L. 2017. A New-All Electric Chargo Ship with A Massive 2.4 MWh Battery Packs Launches in China. https://electrek.co/2017/12/04/all-electric-cargo-ship-battery-china/ (diakses pada 13 Desember 2017)
[4] China News. 2017. The World’s First Kiloton Pure Electric Boat Launched in China. http://www.chinanews.com/cj/2017/11-12/8374429.shtml (diakses pada 13 Desember 2017)
[5] Leary K. 2017. China Has Launched World’s First Electric Zero-Emissions Cargo Ship. http://www.sciencealert.com/world-first-completely-electric-cargo-ship-china (diakses pada 13 Desember 2017)
[6] Hanley, S. 2017. China Launches World’s First All-Electric Cargo Ship, Will Use It to Haul Coal. https://cleantechnica.com/2017/12/02/china-launches-worlds-first-electric-cargo-ship-will-use-haul-coal/ (diakses pada 13 Desember 2017)
Baca juga : Teknologi Baru yang Mengubah gas CO2 menjadi Gas O2 dan Bahan Bakar
