Pelopor baterai litium dimulai pada tahun 1912 di bawah kepemimpinan GN Lewis, namun baru pada awal tahun 1970-an baterai litium pertama yang tidak dapat diisi ulang mulai digunakan secara komersial. Litium adalah logam yang paling ringan, memberikan potensi elektrokimia terbesar dan kepadatan energi tertinggi berdasarkan beratnya.
Upaya untuk mengembangkan baterai litium yang dapat diisi ulang gagal karena masalah keamanan. Penelitian beralih ke penggunaan ion litium sebagai pengganti litium logam pada baterai litium non-logam karena ketidakstabilan yang melekat pada logam litium, terutama selama pengisian daya. Meskipun kepadatan energinya sedikit lebih rendah dibandingkan logam litium, ion litium aman selama tindakan pencegahan tertentu dilakukan selama pengisian dan pengosongan. Pada tahun 1991, Sony mengkomersialkan baterai lithium-ion pertama. Produsen lain pun mengikuti jejaknya.
Ion litium biasanya memiliki kepadatan energi dua kali lipat dibandingkan nikel-kadmium standar. Ia mempunyai potensi kepadatan energi yang lebih tinggi lagi. Karakteristik pelepasannya cukup baik, dan kinerjanya mirip dengan pelepasan nikel-kadmium. Tegangan baterai yang tinggi sebesar 3,6 volt memungkinkan desain paket baterai hanya menggunakan satu sel. Sebagian besar ponsel saat ini dijalankan dengan satu baterai. Paket berbahan dasar nikel memerlukan tiga sel 1.2-volt yang dihubungkan secara seri.
Baterai lithium-ion adalah baterai yang perawatannya rendah, suatu keunggulan yang tidak dapat diklaim oleh sebagian besar perusahaan kimia lainnya. Tidak ada memori dan tidak diperlukan siklus terjadwal untuk memperpanjang masa pakai baterai. Selain itu, self-discharge kurang dari setengah dibandingkan dengan nikel-kadmium, sehingga lithium-ion sangat cocok untuk aplikasi pengukur bahan bakar modern. Sel litium-ion tidak menimbulkan banyak bahaya jika dibuang.
Terlepas dari kelebihan litium-ion secara keseluruhan, ia juga memiliki kekurangan. Ini rapuh dan memerlukan sirkuit perlindungan untuk menjaga keamanan pengoperasian. Dibangun ke dalam setiap paket, sirkuit perlindungan membatasi tegangan puncak setiap sel selama pengisian daya dan mencegah tegangan sel turun terlalu rendah saat pengosongan. Selain itu, sirkuit pengaman memantau suhu baterai untuk mencegah suhu ekstrem. Sebagian besar paket diberi peringkat 1C hingga 2C, dengan 1C sama dengan kapasitas terukur baterai dalam satu jam. Perlindungan seperti itu menambah biaya produksi.
Penuaan merupakan kekhawatiran bagi sebagian besar baterai lithium-ion dan banyak produsen tetap bungkam mengenai masalah ini. Setelah satu tahun, baterai kehilangan sekitar 20 persen kapasitasnya per tahun, terlepas dari apakah baterai tersebut digunakan atau tidak. Penuaan terjadi lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Penyimpanan di tempat sejuk memperlambat proses penuaan lithium-ion (dan bahan kimia lainnya). Produsen merekomendasikan penyimpanan pada suhu 15 derajat (59 derajat F). Selain itu, baterai harus terisi sebagian selama penyimpanan, dengan nilai pengisian yang disarankan sebesar 40 persen.
Dari segi biaya versus kepadatan energi, sel lithium-ion silinder 18650 adalah baterai paling ekonomis dan digunakan untuk komputasi seluler dan aplikasi lain yang tidak memerlukan geometri ultra-tipis. Untuk geometri yang lebih tipis, ion litium prismatik menawarkan kompromi terbaik antara rasio biaya terhadap energi dan faktor bentuk.
Keuntungan
- Kepadatan energi yang tinggi – potensi kapasitas yang lebih tinggi.
- Tidak memerlukan cat dasar yang lama saat masih baru. Hanya diperlukan satu kali pengisian daya rutin.
- Self-discharge yang relatif rendah - self-discharge kurang dari setengah baterai berbasis nikel.
- Perawatan Rendah - tidak diperlukan pengosongan berkala; tidak ada ingatan.
- Sel khusus dapat menyediakan arus yang sangat tinggi untuk aplikasi seperti perkakas listrik.
Keterbatasan
- Membutuhkan rangkaian proteksi untuk menjaga tegangan dan arus dalam batas aman.
- Dapat mengalami penuaan, meskipun tidak digunakan - penyimpanan di tempat sejuk dengan daya 40% mengurangi efek penuaan.
- Pembatasan transportasi - pengiriman dalam jumlah besar mungkin tunduk pada kendali peraturan. Pembatasan ini tidak berlaku untuk baterai bawaan pribadi.
- Mahal untuk diproduksi - biayanya sekitar 40 persen lebih tinggi dibandingkan nikel-kadmium.
- Belum sepenuhnya matang – logam dan bahan kimia terus berubah.
