Bagaimana membuat Baterai Awet

Dunia Informasi - Jika ada teknologi yang bisa hilang dan menyebabkan kesusahan di peradaban manusia, teknologi baterai Lithium Ion (Li-On) mungkin salah satunya. Maklum, penggunaan baterai Li-On sudah begitu merasuk kehidupan manusia. Mulai dari notebook, tablet, smartphone, bahkan baterai AA yang kita gunakan sesungguhnya menggunakan teknologi Li-On.

Ada banyak informasi yang menyertai kepopuleran baterai Li-ion ini. Sayangnya, informasi itu sering kali bertentangan. Contohnya soal boleh tidaknya notebook yang kapasitas baterainya sudah penuh tetap terhubung ke listrik. Atau bolehkah menghabiskan kapasitas baterai sampai nol baru kemudian diisi ulang lagi. Padahal informasi itu penting karena berhubungan dengan umur baterai.

Btw, yang kami maksud “umur” di sini bukan berapa lama durasi baterai ketika tidak tercolok ke listrik ya, melainkan usia baterai sampai akhirnya rusak dan harus diganti. Umur baterai Li-ion biasanya dinyatakan dalam discharge/charge cycle alias seberapa banyak dia dipakai dan diisi ulang. Setiap kali kamu memakai dan mengisi ulangnya, secara teoritis, daya tahan atau umurnya akan berkurang.

Batas Tegangan

Untuk mengetahui mana yang benar mana yang salah, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu batasan tegangan yang umum digunakan oleh sebuah baterai Li-ion. Menurut penelitian Battery University yang bisa dilihat pada Gambar 1, baterai Li-ion (tepatnya berbagai sel penyimpan energi yang terdapat di dalamnya), punya batas atas tegangan pada 4,2V.

Setelah mencapai 4,2V, alat pengisi ulang (charger) seharusnya mematikan suplai daya. Baterainya sendiri seharusnya juga punya pengaman untuk memutus arus dari alat pengisi ulang jika voltase-nya mencapai 4,2V. Andai baterai Li-ion tersebut terus diisi ulang walau sudah 4,2V, kemungkinan baterai tersebut akan rusak atau bahkan mengakibatkan kebakaran.



Gambar 1 – Baterai Li-ion terisi penuh ketika arus pengisian turun ke tingkat yang telah ditentukan alias tegangan pada ujung tingkatan kedua, umumnya 4,2V. (Cadex)

Karena ada sistem pengaman di sisi charger maupun baterai, seharusnya tidak ada masalah dong ketika kita tetap menancapkan charger meski baterai sudah terisi penuh? Ternyata tidak. Kamu sebaiknya tetap mencabut charger tersebut dari perangkat kamu.

Kenapa? Pertama untuk jaga-jaga andaikata charger dan baterai Li-ion yang digunakan tidak mengimplementasikan pengaman. Alasan kedua, ketika didiamkan, baterai Li-ion tetap akan melepas sejumlah muatan listrik meski tidak dibebani (atau disebut self discharging). Jadi, sel pada baterai Li-ion tersebut akan turun tegangannya. Ketika tegangan di sel kurang dari 4,05V, sejumlah charger secara otomatis akan mengisi ulang baterai Li-ion bersangkutan sampai selnya mencapai 4,2V. Dengan kata lain, baterai akan terus mengalami pengisian ulang dalam jeda yang singkat sehingga mengurangi umur baterai.

Bagaimana dengan pembuangan muatan listrik atau pembuangan energi (discharge)? Baterai Li-ion juga tidak bisa melakukan pembuangan muatan listrik secara berlebihan. Umumnya batas bawah tegangan ini pada level sel adalah 3,0V. Tegangan yang terlampau rendah bisa membuat baterai Li-ion mengalami hubungan pendek sehingga berbahaya bila diisi ulang. Namun untungya, fitur pengaman yang terpasang di baterai umumnya akan menidurkan baterai Li-ion bila mencapai tegangan 2,7V. Baterai Li-ion yang sudah ditidurkan ini, sayangnya tidak bisa diisi ulang menggunakan kebanyakan charger.

Kapan Melakukan Pengisian Ulang?

Lalu pada tingkat kandungan energi tersisa berapa yang tepat untuk melakukan pengisian ulang? Jika kamu ingin memperoleh nilai discharge/charge cycle yang optimal, berdasarkan penelitian yang dilakukan situs yang didirikan oleh Isidor Buchmann (penulis Batteries in a Portable World – A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-Engineers), lakukan pengisian ulang ketika tingkat energi tersisa sudah mencapai 50%. Perbandingan antara pengisian ulang pada sejumlah tingkat kandungan energi tersisa terhadap nilai discharge/charge cycle bisa dilihat pada Gambar 2.


Gambar 2 – Pengaruh depth of discharge terhadap jumlah discharge/charge cycle. (Battery University)

Dari tabel di atas terlihat, nilai minimal DOD x Cycle terjadi jika baterai diisi ulang pada saat kapasitasnya 10% dan 100%. Artinya, jangan biasakan mengisi ulang baterai ketika hampir habis. Juga, jangan biasakan mengisi ulang sampai terisi penuh 100%.

Hal yang mirip juga berlaku untuk suhu: suhu yang tinggi mempercepat hilangnya energi yang tersimpan. Selengkapnya bisa dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.


Gambar 3 – Pengaruh tegangan pada tingkat sel terhadap jumlah discharge/charge cycle dan kapasitas. (Battery University)


Gambar 4 – Estimasi kapasitas yang bisa bertahan ketika menyimpan baterai Li-ion selama satu tahan pada sejumlah suhu. (Battery University)

Kalibrasi

Untuk mencegah indikator kandungan energi tersisa menjadi tidak akurat, tiga bulan sekali gunakan baterai Li-ion sampai kandungan energinya habis (dalam artian sampai batas bawah tegangan), lalu isi ulang sampai penuh (dalam artian sampai batas atas tegangan). Tujuannya agar alat yang bertugas melakukan pengukuran bisa melakukan kalibrasi.

Jika frekuensi discharge/charge cycle kamu tinggi, kalibrasi ini bisa dilakukan kurang dari tiga bulan. Kamu bisa melakukan kalibrasi ini bila discharge/charge cycle sudah mencapai empat puluh dari saat terakhir kali kalibrasi.

Apa yang Sebaiknya Dilakukan?

Jadi dari sejumlah hal di atas bisa disimpulkan bahwa agar baterai Li-ion tahan lama alias umurnya panjang, sebaiknya kamu melakukan sejumlah hal berikut ini:

• Gunakan baterai dan alat pengisi ulang yang dilengkapi dengan pengaman yang benar.
• Jangan sampai kandungan energinya habis baru melakukan pengisian ulang baterai.
• Jangan mengisi ulang baterai sampai penuh.
• Kalau mengisi ulang baterai sampai penuh, charger harus segera dilepas.
• Jaga agar suhu baterai Li-ion tidak panas, baik saat digunakan, diisi ulang, maupun disimpan.
• Pakai baterai sampai habis dan lakukan pengisian ulang sampai penuh tiga bulan sekali atau setelah empat puluh discharge/charge cycle.

Nah, semoga dengan langkah-langkah di atas, baterai kamu bisa panjang umur.

sumber