Selama dua dekade terakhir, baterai lithium-ion telah mengakibatkan transformasi dalam konsumsi logam dan mineral. Lanskap ini diharapkan akan berubah lebih lanjut seiring dengan evolusi baterai Li-ion dari aplikasi portabel, seperti ponsel dengan paket energi sekitar 10 watt-jam (Wh), menjadi kendaraan listrik dengan kapasitas baterai 50–100 kWh, dan hingga ke Sistem Penyimpanan Energi (ESS) raksasa dengan bank baterai hingga 10 MWh. Pada awal milenium ini, hanya sebagian kecil kobalt dan lithium digunakan untuk baterai, tetapi pada tahun 2015, 46 persen kobalt dan 32 persen lithium digunakan untuk produksi Li-ion.
Mencari pasokan yang memadai dari lithium dalam bahan mentah memacu industri pertambangan untuk meningkatkan produksi. Sebuah baterai mobil listrik kompak (Nissan Leaf) menggunakan sekitar 4kg (9 lb) lithium, dan jika setiap orang, baik pria, wanita, maupun remaja, akan mengemudikan mobil listrik di masa depan, maka kemungkinan terjadi kekurangan lithium. Kabar tentang kemungkinan kekurangan ini telah menyebar, mungkin terlalu cepat, meskipun harga lithium akan berfluktuasi sesuai dengan penawaran dan permintaan.
Sekitar 70 persen lithium dunia berasal dari air garam (danau garam); sisanya berasal dari batuan keras. Institusi penelitian sedang mengembangkan teknologi untuk mengekstrak lithium dari air laut. China adalah konsumen lithium terbesar, dan ada dugaan penimbunan. Orang Tiongkok meyakini bahwa kendaraan masa depan akan menggunakan baterai Li-ion, dan pasokan lithium yang melimpah adalah hal penting bagi mereka.
Pada tahun 2009, permintaan total lithium mencapai hampir 92.000 metrik ton, di mana baterai mengonsumsi 26 persen. Gambar 1 mengilustrasikan penggunaan tipikal lithium, termasuk pelumas, kaca, keramik, farmasi, dan pendinginan.
Baterai menjadi konsumen terbesar dari lithium. Dengan munculnya kendaraan listrik, permintaan bisa melonjak, tetapi saat ini dunia memiliki cadangan lithium yang cukup terbukti. COVID-19 pada tahun 2020 membuat permintaan lithium mengalami hentakan sementara.
Sebagian besar pasokan lithium yang dikenal berasal dari Bolivia, Argentina, Chile, Australia, dan China. Kualitasnya sudah dapat diterima, dan laporan mengungkapkan bahwa Brasil memiliki cadangan mineral lithium yang tidak hanya berkualitas lebih tinggi, tetapi juga memiliki biaya ekstraksi yang lebih rendah. Pada tahun 2019, sementara itu, Australia Barat telah menjadi produsen lithium global terbesar nomor satu, produsen terbesar kedua dunia dari logam langka, produsen terbesar ketiga dunia dari kobalt, dan produsen terbesar keempat dunia dari nikel.
Pasokannya cukup, dan kekhawatiran tentang kekurangan global adalah bersifat spekulatif. Untuk mendapatkan satu ton lithium, Amerika Latin menggunakan 750 ton air garam, bahan dasar untuk lithium, dan memerlukan 24 bulan persiapan. Lithium juga dapat didaur ulang sejumlah kali yang tidak terbatas, tetapi saat ini tidak ada teknologi daur ulang yang mampu menghasilkan lithium yang cukup murni untuk digunakan kembali dalam baterai. Dikatakan bahwa 20 ton baterai Li-ion bekas menghasilkan satu ton lithium. Ini akan membantu pasokan, tetapi daur ulang bisa lebih mahal daripada penggalian pasokan baru melalui pertambangan.
Lithium umumnya diperoleh dari air garam, proses yang membutuhkan banyak air dan energi. Menurut www.foeeurope.org, 0,05-1 mg lithium memerlukan 1 liter air garam/air mineral. Daerah yang kaya akan lithium seringkali kering, dan ini meningkatkan biaya penambangan. Kondisi kering dan berair juga dapat berdampak pada kesehatan manusia. Ekstraksi dari air laut adalah cara yang lebih mahal untuk menambang lithium. Selain itu, ekstraksi dan pemurnian logam lithium mencemari lingkungan.
Lithium dinamai dari kata Yunani “lithos” yang berarti “batu.” Logam berwarna perak-putih lembut ini termasuk dalam kelompok logam alkali dan ditandai dengan simbol Li. Ini adalah logam paling ringan di antara semua logam.
Sebagian besar baterai Li-ion tidak mengandung lithium dalam bentuk logam, melainkan dalam bentuk oksida logam. Hal ini berbeda dengan baterai lithium logam yang menggunakan lithium untuk anodanya. Sebagian besar baterai lithium logam yang tersedia saat ini adalah baterai sekali pakai yang tidak dapat diisi ulang.
Ketika terpapar oksigen, lithium membentuk lapisan oksida yang mirip dengan karat pada besi yang mengubah penampilannya. Terpapar air, lithium menghasilkan hidrogen dan lithium hidroksida. Dengan adanya oksigen (O2) di udara dan hidrogen (H2) yang dihasilkan, panas yang dihasilkan oleh reaksi ini dapat menyebabkan terjadinya pembakaran spontan.
Bahan mentah lithium dalam baterai Li-ion hanya merupakan sebagian kecil dari satu sen per watt, atau kurang dari 1 persen dari biaya baterai. Sebuah baterai senilai $10,000 untuk mobil hibrida plug-in mengandung kurang dari $100 lithium. Kekurangan saat memproduksi jutaan baterai besar untuk kendaraan dan aplikasi stasioner bisa meningkatkan harga, tetapi saat ini hal ini belum terjadi.
Daripada khawatir tentang kekurangan lithium, bisa ada kekurangan bahan bumi langka, jika kendaraan listrik menggantikan mobil konvensional. Salah satu bahan tersebut adalah magnet permanen untuk motor listrik. Magnet permanen membuat motor menjadi salah satu yang paling efisien dalam hal energi. China mengendalikan sekitar 95 persen pasar global logam langka dan berencana menggunakan sebagian besar sumber daya ini untuk produksi mereka sendiri. Ekspor bahan bumi langka dikendalikan dengan ketat.
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.