Li-ion vs. Nicad

Ion lithium (atau Li-ion) Baterai berukuran lebih kecil, membutuhkan perawatan rendah dan lebih aman dari lingkungan Nikel-Kadmium (disebut juga Nicad, Nicd atau Ni-cd) baterai. Sementara mereka memiliki kesamaan, Li-ion dan baterai NICD berbeda dalam komposisi kimianya, dampak lingkungan, aplikasi dan biaya.

Grafik perbandingan

Elektrokimia

Baterai nikel-kadmium menggunakan kadmium untuk anoda (terminal negatif), nikel oxyhydroxide untuk katoda (terminal positif) dan kalium hidroksida berair sebagai elektrolit.

Baterai lithium-ion menggunakan grafit sebagai anoda, lithium oksida untuk katoda dan garam lithium sebagai elektrolit. Ion lithium bergerak dari elektroda negatif ke elektroda positif selama pelepasan, dan kembali saat mengisi daya. Sel-sel elektrokimia lithium-ion menggunakan senyawa lithium interkalasi sebagai bahan elektroda alih-alih lithium logam, tidak seperti baterai primer lithium sekali pakai.

Dampak lingkungan

Baterai NICAD mengandung antara 6% (baterai industri) dan 18% (baterai konsumen) kadmium, yang merupakan logam berat beracun dan karenanya membutuhkan perawatan khusus selama pembuangan baterai. Pemerintah Federal mengklasifikasinya sebagai limbah berbahaya. Di Amerika Serikat, bagian dari harga baterai adalah biaya untuk pembuangannya yang tepat di akhir masa pakainya.

Komponen baterai lithium-ion aman secara lingkungan karena lithium adalah limbah yang tidak berbahaya.

Biaya

Baterai lithium-ion berharga sekitar 40 persen lebih banyak untuk diproduksi karena sirkuit perlindungan ekstra untuk memantau tegangan dan arus.

Operasi dan Kinerja

Kelemahan terbesar dari baterai nikel-kadmium adalah mereka menderita "efek memori" jika mereka habis dan diisi ulang ke kondisi pengisian yang sama beberapa kali beberapa kali. Baterai "mengingat" titik dalam siklus pengisiannya di mana pengisian ulang dimulai dan selama penggunaan tegangan berikutnya tiba -tiba turun pada saat itu, seolah -olah baterai telah habis. Namun, kapasitas baterai tidak berkurang secara substansial. Beberapa elektronik dirancang khusus untuk menahan tegangan berkurang ini cukup lama untuk tegangan untuk kembali normal. Namun beberapa perangkat tidak dapat beroperasi melalui periode penurunan tegangan ini, dan baterai tampak "mati" lebih awal dari biasanya.

Efek serupa yang disebut Depresi Tegangan atau Efek Baterai Malas, hasil dari pengisian ulang berulang. Dalam hal ini baterai tampaknya terisi penuh tetapi pelepasan dengan cepat setelah hanya periode operasi yang singkat. Jika dirawat dengan baik, baterai nikel-kadmium dapat bertahan selama 1.000 siklus atau lebih sebelum kapasitasnya turun di bawah setengah kapasitas aslinya.

Masalah lain adalah pengisian balik terbalik, yang terjadi karena kesalahan oleh pengguna, atau ketika baterai beberapa sel sepenuhnya habis. Pengisian balik terbalik dapat mengurangi masa pakai baterai. Produk sampingan dari pengisian balik adalah gas hidrogen, yang bisa berbahaya.

Saat tidak digunakan secara teratur, dendrit cenderung berkembang di baterai NICAD. Dendrit adalah kristal konduktif tipis yang dapat menembus membran pemisah antara elektroda. Ini mengarah ke sirkuit pendek internal dan kegagalan prematur.

Baterai lithium-ion adalah perawatan rendah. Mereka dapat diisi ulang sebelum mereka sepenuhnya habis tanpa membuat "efek memori" dan beroperasi dalam kisaran suhu yang lebih luas. Jika dibandingkan dengan Ni-CD, self-discharge pada lithium-ion kurang dari setengahnya, membuatnya cocok untuk aplikasi pengukur bahan bakar modern. Satu-satunya kelemahan adalah baterai lithium-ion rapuh dan membutuhkan sirkuit perlindungan untuk menjaga operasi yang aman. Sirkuit perlindungan dibangun ke dalam setiap paket, yang membatasi tegangan puncak masing -masing sel selama muatan dan mencegah tegangan sel dari turun terlalu rendah saat dibuang. Untuk mencegah suhu ekstrem suhu sel juga dipantau.

Ukuran dan jenis

Sel Ni-CD tersedia dari AAA hingga D, ukuran yang sama dengan baterai alkaline, serta beberapa ukuran multi-sel. Selain sel tunggal, mereka tersedia dalam paket hingga 300 sel, biasanya digunakan dalam aplikasi industri otomotif dan tugas berat. Untuk aplikasi portabel, jumlah sel di bawah 18 sel. Ada 2 jenis baterai NICD: disegel dan berventilasi.

Baterai Li-ion lebih kecil, lebih ringan dan memberikan lebih banyak energi daripada baterai nikel-kadmium. Mereka juga tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran dalam 4 jenis format:

• Silinder kecil (tubuh padat tanpa terminal, seperti yang digunakan dalam baterai laptop)
• Silinder besar (tubuh padat dengan terminal berulir besar)
• Kantong (tubuh lembut dan rata, seperti yang digunakan di ponsel)
• Prismatik (wadah plastik semi-keras dengan terminal berulir besar, sering digunakan dalam paket traksi kendaraan)

Sel kantong memiliki kepadatan energi tertinggi karena tidak adanya kasus. Namun itu membutuhkan beberapa bentuk penahanan eksternal untuk mencegah ekspansi saat tingkat status-tuduhan (SOC) tinggi.

Aplikasi

Baterai NICAD dapat dirakit menjadi paket baterai atau digunakan secara individual. Sel -sel kecil dan miniatur dapat digunakan dalam senter, elektronik portabel, kamera, dan mainan. Mereka dapat memasok arus lonjakan tinggi dengan resistensi internal yang relatif rendah, menjadikannya pilihan yang menguntungkan untuk pesawat model listrik yang dikendalikan dari jarak jauh, kapal, mobil, alat daya tanpa kabel dan unit flash kamera. Sel -sel banjir yang lebih besar digunakan untuk baterai awal pesawat terbang, kendaraan listrik, dan daya siaga.

Dengan kualitas seperti kepadatan energi tinggi, tidak ada efek memori, dan kehilangan muatan yang lambat saat tidak digunakan, baterai lithium-ion adalah pilihan paling populer untuk elektronik konsumen. Mereka juga semakin populer untuk aplikasi militer, kendaraan listrik, dan kedirgantaraan.