Li-ion dengan spinel mangan pertama kali dipublikasikan dalam Bulletin Penelitian Material pada tahun 1983. Pada tahun 1996, Moli Energy memasarkan sel Li-ion dengan oksida mangan lithium sebagai bahan katoda.
Arsitektur ini membentuk struktur spinel tiga dimensi yang meningkatkan aliran ion pada elektroda, yang menghasilkan resistansi internal yang lebih rendah dan penanganan arus yang lebih baik. Keunggulan lain dari spinel adalah stabilitas termal yang tinggi dan peningkatan keamanan, tetapi masa pakai siklus dan kalender terbatas.
Resistansi sel internal yang rendah memungkinkan pengisian cepat dan pembongkaran arus tinggi.
Dalam kemasan 18650, Li-mangan dapat dibongkar dengan arus 20-30A dengan peningkatan panas yang moderat. Juga memungkinkan untuk menerapkan pulsa beban satu detik hingga 50A.
Beban tinggi yang berkelanjutan pada arus ini akan menyebabkan peningkatan panas, dan suhu sel tidak boleh melebihi 80°C (176°F). Li-mangan digunakan untuk peralatan listrik, alat-alat medis, serta kendaraan hybrid dan listrik.
Sumber gambar : battery university
Li-mangan memiliki kapasitas yang kira-kira sepertiga lebih rendah dibandingkan dengan Li-kobalt. Fleksibilitas desain memungkinkan insinyur untuk memaksimalkan baterai baik untuk umur panjang yang optimal (masa pakai), arus beban maksimum (daya spesifik), atau kapasitas tinggi (energi spesifik). Sebagai contoh, versi umur panjang dalam sel 18650 memiliki kapasitas yang moderat hanya sebesar 1.100mAh; sedangkan versi kapasitas tinggi mencapai 1.500mAh.
Sumber gambar : battery university
Sebagian besar baterai Li-mangan mencampurkan dengan oksida nikel mangan kobalt litium (NMC) untuk meningkatkan energi spesifik dan memperpanjang masa pakai. Kombinasi ini memunculkan keunggulan dari setiap sistem, dan bagian LMO (NMC) dipilih untuk sebagian besar kendaraan listrik, seperti Nissan Leaf, Chevy Volt, dan BMW i3. Bagian LMO dari baterai, yang dapat mencapai sekitar 30 persen, memberikan peningkatan arus tinggi saat akselerasi; bagian NMC memberikan jarak tempuh yang panjang.
Penelitian Li-ion cenderung menuju kombinasi Li-mangan dengan kobalt, nikel, mangan, dan/atau aluminium sebagai bahan katoda aktif. Dalam beberapa arsitektur, sejumlah kecil silikon ditambahkan ke anoda. Ini memberikan peningkatan kapasitas sebesar 25 persen; namun, peningkatan ini biasanya terkait dengan umur siklus yang lebih pendek karena silikon mengembang dan menyusut dengan pengisian dan pembongkaran, menyebabkan tekanan mekanis.
Tiga logam aktif ini, serta peningkatan silikon, dapat dipilih secara praktis untuk meningkatkan energi spesifik (kapasitas), daya spesifik (kemampuan beban), atau umur pakai. Sementara baterai konsumen cenderung memilih kapasitas tinggi, aplikasi industri memerlukan sistem baterai yang memiliki kemampuan pengisian yang baik, memberikan umur panjang, dan memberikan layanan yang aman dan andal.
Rangkuman
| Tegangan | 3.7V, tegangan kerja 3.0 – 4.2V/cell |
| Kapasitas Energi | 100 – 150Wh/kg |
| Kecepatan Pengisian Baterai (C-rate) | 0.7 – 1C, maksimal 3C |
| Kecepatan Pengosongan Baterai (C-rate) | 1C, 10C kalau beberapa cells |
| Siklus Hidup | 300 – 700 (tergantung penggunaan dan suhu) |
| Kondisi Baterai Memanas | 2500C (4820F) |
| Pengaplikasian | Peralatan medis, beberapa mobil listrik |
Kelebihan dari Baterai LMO Baterai LMO
Sangat fleksibel dalam desainnya.
Produsen baterai dapat menyesuaikan baterai LMO berdasarkan kebutuhan tertentu, seperti umur baterai yang panjang, daya spesifik yang cukup baik, densitas energi spesifik tinggi, fase pengisian cepat, dan sebagainya.
Baterai-baterai ini memiliki stabilitas termal yang sangat baik.
Kekurangan dari Baterai LMO
Umur baterainya bukanlah sesuatu yang patut dibanggakan. Rata-rata 500 siklus membuatnya tidak dapat dibandingkan dengan pilihan seperti baterai LFP dalam hal ketahanan.
Meskipun satu aspek tertentu dari baterai-baterai ini dapat dioptimalkan untuk meningkatkan kinerjanya, karakteristik keseluruhan baterai mangan oksida lithium ini paling baik hanya seadanya.
Artikel ini telah direview oleh tim Teknis Matador Lectro.asia dengan pengalaman sudah mengerjakan baterai packing dengan BMS (Battery Management System) untuk berbagai merk motor listrik seperti Gelis, Viar, Tomara, Selis dan Motoriz.