Mengapa Baterai Li-ion Bisa Meledak?

Pernah dengar kasus handphone atau laptop meledak? Sumber penyebabnya tak lain adalah baterai litium ion (Li-ion). Baterai Li-ion sudah umum digunakan untuk perangkat elektronik atau perangkat portable, dari laptop, PDAs, handphone, iPod sampai mobil listrik. Apa yang membuat jenis baterai ini begitu populer?

Baterai Li-ion memiliki beberapa keuntungan, seperti:

1. Memiliki kerapatan energi tertinggi dibandingkan baterai lainnya.
2. Tidak memiliki memory effect seperti baterai Ni-Cd (Nikel-Kadmium).
3. Tingkat kehilangan dayanya kecil jika disimpan untuk jangka waktu lama.
4. Tidak mengandung bahan beracun seperti timah, merkuri, atau kadmium.

Baterai Li-ion pada dasarnya terdiri dari elektrode positif (katode), elektrode negatif (anode), dan membran pemisah. Membran pemisah merupakan lapisan tipis microperforated plastic sebagai perantara ion antara dua elektrode. Diantara tiga elemen ini, terkandung elektrolit dengan eter sebagai pelarut utama.

Katode terbuat dari litium kobalt oksida atau LiCoO₂, sedangkan anode terbuat dari karbon. Ketika proses pengisian ulang (charging) berlangsung, ion litium bergerak melalui elektrolit dari katode ke anode, sedangkan pada saat proses pemakaian (discharging) ion bergerak kembali ke LiCoO₂ dari karbon.

Reaksi total dapat dituliskan sebagai:

C + LiCoO₂ ↔ LiC₆ + Li_0.5CoO₂

Pada katode berlangsung reaksi:

LiCoO₂ – Li⁺ – e^– ↔ Li_0.5CoO₂ ⇒ 143 mAh/g

sedangkan pada anode:

6C + Li⁺ + e^– ↔ LiC₆ ⇒ 372 mAh/g

Lalu, bagaimana baterai bisa meledak? Ledakan baterai Li-ion disebabkan oleh proses “thermal runaway”. Proses ini membuat sistem di dalam baterai semakin panas. Penyebabnya bisa berupa arus pendek yang terjadi di membran pemisah antara dua elektrode. Panas menyebabkan pelarut organik yang digunakan sebagai elektrolit terbakar. Cara mencegahnya adalah dengan tidak men-discharge sepenuhnya baterai Li-ion atau bisa juga dengan menjaganya selalu di suhu rendah.

Bahan bacaan:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery
• http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/lithium-ion-battery.htm
• http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/lithium-ion-battery1.htm

Penulis:
Arlavinda Rezqita, mahasiswi S3 Technical Chemistry, Vienna University of Technology.
Kontak: arlavinda(dot)rezqita(at)gmail(dot)com.