Baterai LiFePO4 - Kelebihan dan Keterbatasannya

Baterai LiFePO4 adalah jenis baterai yang mengandung 61% fosfat (PO4), 35% besi (Fe), dan 4% litium (Li). Sumber energi ini digadang-gadang akan menjadi populer di masa depan karena ramah lingkungan.

Baterai LiFePO4 memiliki ketahanan hingga 5000 siklus. Dengan rata-rata masa pakai baterai timbal-asam hanya dua tahun, angka ini menjadikannya sebagai baterai listrik dengan usia pakai yang panjang.

Apa itu LiFePO4?

LiFePO4 adalah nama lain dari Lithium Ferro Fosfat. Senyawa ini adalah kimia litium yang stabil dibandingkan dengan semua jenis litium lainnya.

Baterai ini menjadi salah satu yang diminati di pasaran karena memiliki ketahanan 10 kali lebih lama dibandingkan baterai asam timbal manapun.

Bahan katoda dari LiFePO4 tidak menimbulkan bahaya kesehatan atau lingkungan. Karena oksigennya terikat ke molekul, baterai tidak akan meledak seperti baterai Lithium-Ion pada umumnya. Sedangkan, grafit menjadi bahan anoda.

Kelebihan baterai LiFePO4 Dibandingkan dengan Baterai Lain

Baterai LiFePO4 memiliki ketahanan lebih dari 5000 siklus dengan depth of discharge mencapai 80 persen. Dengan rata-rata masa pakai baterai timbal-asam hanya dua tahun.

Selain itu, baterai LiFePO4 dapat menjadi solusi penyimpanan energi apabila dikombinasikan dengan konverter dan inverter. Yang mana ini dapat memberikan suplai listrik ke area yang sulit terjangkau.

a. Siklus Baterai

Siklus baterai adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengisi kondisi daya terisi hingga habis. Satu baterai bisa mencapai siklus selama 1 jam, namun ada yang lebih.

Baterai LiFePO4 memiliki 5000 siklus. Nilai siklus sangat dipengaruhi berbagai variabel mulai dari komponen, nilai produksi sampai dengan cara penyimpanan baterai.

Nilai rata-rata baterai LiFePO4 jauh apabila dibandingkan dengan baterai berbasis litium lainnya. Tentunya nilai siklus akan semakin baik apabila dirawat dengan baik.

b. Depth of Discharge (DoD)

Depth of Discharge (DoD) adalah metode untuk menunjukkan status pengisian baterai agar tahu seberapa lama daya baterai habis. Indikator pengukuran dapat memakai satuan Ah maupun persentase.

Produsen akan mencantumkan masa pakai baterai dengan DoD tertentu. Hal ini karena DoD menunjukkan batas maksimal pengosongan baterai. Apabila siklus baterai melampaui DoD, maka masa pakai baterai akan berkurang.

Jika baterai memiliki DoD sebesar 80%, maka daya baterai akan habis di 20%. Setelah itu, harus diisi ulang.

c. Biaya

Baterai memiliki tingkat DoD yang sudah disarankan. Nilai tersebut dinyatakan dalam istilah 1C, 1,5C dan seterusnya.

Nilai ini mewakili laju arus ideal yang Anda gunakan saat mengisi baterai. Jika tingkat DoD melebihi batas, baterai akan rusak dan akhirnya akan menurunkan umur siklus serta performa.

d. Temperatur

Suhu yang lebih tinggi mempercepat reaksi kimia dalam baterai. Hal ini akan meningkatkan kapasitas baterai.

Namun, masa pakai baterai berkurang karena kapasitas baterai lebih cepat habis. Masa pakai baterai terbaik diperoleh jika pada suhu yang direkomendasikan pabrikan.

e. Efisiensi

Baterai LiFePO4 memiliki efisiensi energi mencapai 95-98%.

Aplikasi baterai LiFePO4

Baterai LiFePO4 digunakan untuk sumber energi kendaraan listrik. Yang menjadi pertimbangan adalah densitasnya lebih tinggi daripada jenis baterai lainnya, masa pakai yang panjang, dan aman.

Tidak hanya itu, baterai LiFePO4 juga diterapkan pada perangkat elektronik seperti laptop maupun ponsel pintar.

a. Kendaraan Listrik

Kendaraan listrik memakai baterai untuk menyimpan sumber energi. Baterai LiFePO4 dipilih karena keunggulannya dalam laju pengisian baterai, serta masa gunanya yang lama.

Sebagai ilustrasi, pada suhu 0°C, kapasitas baterai timbal-asam berkurang hingga 50%, sedangkan baterai LiFePO4 hanya mengalami kehilangan 10%. Maka dari itu, baterai LiFePO4 cocok untuk di wilayah panas atau dingin.

b. Penyimpan Energi

Hasil studi terkait desain sistem mikrogrid menemukan bahwa pemakaian baterai LiFePO4 membutuhkan kapasitas 45% lebih sedikit dibandingkan baterai timbal-asam. Di sisi lain, baterai ini dapat beroperasi dengan resistansi rendah dan dapat digunakan sekitar 100% dari kapasitas yang tersedia.

Baterai LiFePO4 memiliki efisiensi 25-35% lebih banyak sehingga membuatnya unggul dalam perangkat penyimpanan energi jaringan. Contohnya adalah tempat penyimpan energi sinar matahari.

c. Sistem Fotovoltaik

Sistem fotovoltaik fungsinya mengubah sinar matahari menjadi energi listrik yang dipakai untuk memenuhi kebutuhan listrik rumah. Baterai LiFePO4 terbilang punya masa pakai yang lama sampai 3000 siklus pengisian dan pengosongan tanpa mempengaruhi kinerja.

d. Alat Komunikasi

Alat komunikasi memiliki umur yang panjang, ringan, dan ringan perawatan karena memakai baterai LiFePO4. Ukurannya yang jauh lebih kecil membuatnya lebih diminati oleh produsen smartphone.

Selain itu, sistem baterai LiFePO4 memiliki modul berukuran 2-4 kWh yang lebih kecil sehingga memberi lebih banyak fleksibilitas dalam merancang sistem komunikasi tegangan rendah. Aman dan stabil secara struktur kimia.

Apabila terjadi hal berbahaya seperti arus pendek, baterai ini tidak akan meledak atau terbakar.

Keterbatasan baterai LiFePO4

Sebagus-bagusnya produk rekayasa pasti memiliki kekurangan. Ada berbagai keterbatasan yang ada pada baterai LiFePO4 antara lain konduktivitas rendah, laju difusi ion Li+ yang lambat, dan kerapatan energi yang rendah.

a. Biaya Produksi yang Mahal

Baterai LiFePO4 memiliki biaya produksi lebih mahal jika dibandingkan baterai sejenis. Salah satu alasannya karena harga materialnya terbilang mahal.

Namun, hal ini dapat diantisipasi dengan meningkatnya kebutuhan sumber energi bersih, teknologi mutakhir, hingga kebijakan politik terkait pemberlakuan bebas emisi karbon di masa depan.

b. Laju Pengisian lebih Lambat

Pengisian baterai LiFePO4 lebih lambat jika dibandingkan sejenis. Hal ini akan menyulitkan apabila digunakan secara massal dalam jumlah banyak.

Kelebihan Baterai LiFePO4 Menutupi Keterbatasan yang Ada

Meski ada keterbatasan, baterai LiFePO4 memiliki kelebihan yang menutupi keterbatasannya.