Dilihat: 0 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 24-08-2026 Asal: Lokasi
Ion litium membawa muatan +1, dan sifat dasar inilah yang mendorong muatan litium ion yang memberi daya pada perangkat Anda. Anggap saja seperti magnet dengan kutub positif—selalu menarik, tidak pernah netral. Muatan positif tunggal ini adalah mesin di balik setiap baterai lithium ion yang Anda miliki.
Anda akan mempelajari mengapa muatan ini ada pada tingkat atom, dan bagaimana muatan ion litium mengalir melalui baterai litium 3,7v di saku Anda. Pada akhirnya, Anda akan memahami ilmu sederhana di balik perangkat Anda sehari-hari, mulai dari ponsel pintar hingga mobil listrik.
A ion litium memiliki muatan +1 karena ia melepaskan satu elektron agar menjadi stabil.
Muatan +1 ini mendorong ion ke dalam baterai, menghasilkan arus listrik yang menjalankan perangkat.
Memahami pengisian daya sederhana ini membantu Anda memahami cara kerja baterai dan mengapa baterai efisien.
Setiap atom mengandung tiga partikel dasar. Proton mempunyai muatan positif. Neutron bersifat netral sehingga tidak mempunyai tarikan listrik. Elektron mempunyai muatan negatif. Bayangkan atom seperti tata surya kecil. Inti berada di tengah. Proton dan neutron berkumpul di dalam inti atom. Elektron mengorbit pada kulit di sekitar inti.
Litium memiliki nomor atom 3. Artinya, ia mempunyai 3 proton dalam intinya. Atom litium netral juga memiliki 3 elektron. Muatan positif dan negatif saling menyeimbangkan. Atom tidak memiliki muatan keseluruhan. Itu dalam keadaan keseimbangan listrik.
Milik |
Nilai |
|---|---|
Nomor Atom |
3 |
6.94 |
Litium yang terbentuk secara alami memiliki dua bentuk yang disebut isotop. Litium-6 memiliki 3 proton dan 3 neutron. Lithium-7 memiliki 3 proton dan 4 neutron . Lithium-7 jauh lebih umum. Itu berhasil lebih dari 92% litium alami. Kedua isotop memiliki 3 proton dan 3 elektron dalam keadaan netral. Keseimbangan proton dan elektron sama pada kedua bentuk.
Dalam atom litium netral, terdapat 3 proton positif. Ada juga 3 elektron negatif. Atomnya seimbang. Namun keseimbangan ini tidak bertahan lama.
Elektron valensi adalah elektron dalam kulit terluar suatu atom. Elektron ini dapat membentuk ikatan kimia. Mereka memutuskan bagaimana suatu atom bereaksi dengan atom lain.
Litium memiliki konfigurasi elektron 1s⊃2;2s⊃1;. Kulit pertama menampung 2 elektron. Kulit kedua menampung 1 elektron. Elektron terluar tunggal itu adalah elektron valensi. Elektron ini terikat secara longgar oleh inti.
Atom menginginkan stabilitas. Mereka menginginkan kulit terluar yang penuh. Helium sudah memiliki ini. Helium memiliki kulit pertama penuh dengan 2 elektron. Litium dapat mencapai keadaan yang sama dengan kehilangan satu elektron valensinya.
Melepaskan elektron ini membutuhkan energi. Energi ionisasi litium yang pertama adalah 520 kJ/mol.
Energi ionisasi pertama litium adalah 520 kJ/mol.
Bandingkan ini dengan perolehan elektron. Ketika litium memperoleh satu elektron, ia hanya melepaskannya 59,6 kJ/mol . Litium lebih suka kehilangan elektronnya. Stabilitas yang dihasilkan membuat perdagangan ini bermanfaat.
Ketika litium kehilangan elektron valensinya, atomnya berubah. Ia sekarang memiliki 3 proton tetapi hanya 2 elektron. Muatan positif lebih banyak daripada muatan negatifnya. Hasilnya adalah muatan bersih +1.
Litium, dengan konfigurasi 1s⊃2;2s⊃1;, kehilangan satu elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia helium , 1s⊃2;, membentuk Li⁺. Li⁺ dan He memiliki konfigurasi elektron yang sama.
Ini adalah muatan lithium ion. Atom berubah dari litium netral menjadi ion litium. Ion ini mempunyai muatan positif bersih +1. Fakta sederhana ini mendorong kimia baterai . Atom ingin melepaskan elektron itu. Ia ingin mencapai keadaan stabil. Keinginan ini memberi kekuatan pada perangkat Anda.
Sumber Gambar: pexels
Baterai lithium-ion memiliki tiga bagian penting. Anoda adalah elektroda negatif. Katoda adalah elektroda positif. Elektrolit berada di antara keduanya dan memungkinkan ion bergerak . Ini memungkinkan ion litium melewatinya tetapi menghalangi elektron. Garam litium seperti LiPF₆ larut dalam cairan untuk membuat jalur ini. Kemampuan elektrolit untuk membawa ion adalah tentang 10 mS/cm pada suhu kamar. Kecepatan ini menentukan seberapa cepat baterai dapat habis.
Saat Anda menggunakan perangkat, baterai mulai habis. Atom litium di anoda kehilangan elektron . Ini disebut oksidasi. Atom menjadi ion Li⁺. Muatan litium ion +1 kemudian menggerakkan seluruh proses.
Elektrolit membawa ion positif ini dari anoda ke katoda . Elektron mengambil jalur yang berbeda. Mereka melakukan perjalanan melalui sirkuit luar. Ini memberi daya pada perangkat Anda. Pemisahan jalur ini sangat penting. Aliran elektron di sirkuit menghasilkan arus listrik yang digunakan ponsel Anda.
Anoda dalam sel komersial sering kali dibuat dari grafit, silikon, atau campuran keduanya . Bahan katoda lebih bervariasi. Produsen menggunakan litium kobalt oksida (LCO), litium mangan oksida (LMO), litium besi fosfat (LFP), atau litium nikel mangan kobalt oksida (NMC). Setiap campuran memberikan performa yang sedikit berbeda.
Tegangan yang Anda lihat pada label baterai berasal dari proses kimia ini. Satu sel memberikan a tegangan nominal antara 3.6V dan 3.7V . Angka 3.7V sering kali menjadi label pemasaran. Rata-rata aktual selama pengosongan mendekati 3,6V. Tegangan ini berasal dari sifat spesifik bahan elektroda.
Aliran elektron mengikuti urutan yang jelas selama pelepasan :
Reaksi oksidasi anoda mengirimkan elektron ke rangkaian luar.
Elektron ini bergerak melalui rangkaian menuju elektroda positif.
Reaksi reduksi katoda menggunakan elektron ini.
Kecepatan pelepasan elektron menentukan berapa banyak arus yang mengalir melalui perangkat Anda.
Pengisian daya membalikkan seluruh proses ini. Sumber listrik luar mendorong elektron kembali ke anoda. Ion litium bergerak kembali melalui elektrolit untuk bergabung dengan mereka. Aliran balik ini mengembalikan baterai ke kondisi siap.
Ion-ion meluncur ke dalam lapisan grafit interkalasi . Proses ini menempatkan ion litium di antara lapisan grafit tanpa merusak strukturnya. Kerangkanya tetap utuh, yang membantu baterai bertahan lebih lama. Selama pelepasan, ion keluar melalui deinterkalasi dan mengalir kembali ke katoda.
Siklus ini berulang dengan efisiensi yang sangat tinggi. Baterai Li-ion punya Efisiensi Coulomb lebih dari 99% . Beberapa sel mulai dari 99,1% dan meningkat menjadi 99,5% setelah 15 siklus. Lainnya mulai dari 99,5% dan mencapai 99,9% setelah 30 siklus . Ini berarti hampir setiap elektron dan ion melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
Tegangan pengisian penuh untuk satu sel biasanya 4.2V. Pemutusan pelepasan sekitar 3.0V. Nominalnya Baterai lithium 3.7V bekerja dalam kisaran ini. Setiap baterai litium 3,7V yang Anda miliki menggunakan bahan kimia dasar yang sama.
Tagihan +1 mendorong seluruh proses ini. Tanpanya, ion-ion tidak akan bergerak. Elektron tidak akan mengalir. Baterai isi ulang Anda tidak akan berfungsi. Muatan positif sederhana ini mengubah energi kimia menjadi tenaga listrik. Ini memberi daya pada segalanya mulai dari ponsel cerdas hingga kendaraan listrik Anda.
Muatan ion litium +1 dimulai dengan satu elektron yang hilang. Muatan positif ini memindahkan ion dari anoda ke katoda dan sebaliknya. Anda mengandalkan aliran ini setiap hari. Bahan kimia yang sama memberi kekuatan pada ponsel cerdas dan kendaraan listrik Anda. Proyeksi permintaan global untuk baterai li-ion mencapai 2.722 GWh pada tahun 2030 . Baterai litium 3,7v Anda bergantung pada prinsip elegan ini. Biaya ini memungkinkan adanya listrik portabel modern.
Sebuah atom litium melepaskan satu elektron untuk menjadi stabil. Setelah itu, ia memiliki 3 proton tetapi hanya 2 elektron. Proton tambahan memberi ion litium muatan +1.
Satu sel mencapai 4.2V saat terisi penuh. Peringkat biasa adalah 3.7V. Milikmu Baterai lithium 3.7v bekerja antara 3.0V dan 4.2V dalam penggunaan sehari-hari.
Kebanyakan baterai li-ion dapat menangani 300 hingga 500 pengisian penuh sebelum kehilangan kapasitas yang nyata. Satu siklus penuh berarti satu pengisian daya ditambah satu pengosongan. Baterai isi ulang Anda perlahan-lahan habis pada setiap siklusnya.
