Memperpanjang umur baterai

Riset saya tentang baterai membuat saya sedikit banyak tahu tentang perkembangan baterai, termasuk the Dos and Donts nya. Mungkin banyak yang bertanya, mengapa baterai hp nokia jaman dulu bisa lebih awet daripada smartphone jaman sekarang padahal secara logika semakin bertambah tahun teknologi baterai harusnya semakin mutakhir dong.

Kadang sampai mikir, “wah ini akal2an mereka aja biar tiap tahun kita ganti HP”. Pernah mikir gitu? Saya juga pernah 😀

Dan kenyataan sekarang, baterai smartphone kita cuma bertahan sehari. Mengapa? Karena kemampuan HP semakin canggih, ini menjadikan daya yang dibutuhkan lebih besar. Secara hp jaman dulu cuma bisa telpon, sms, sama buat melody composer ya 😀

Juga mungkin juga muncul pertanyaan kenapa baterai jaman dulu pernah menggelembung kayak “hamil” ya? 😀 Ada yang tau jawabannya?

Untuk orang teknik elektro, baterai biasanya didefinisikan spt blackbox. You take electron out, you put electron in, and nobody really cares what’s going on inside :D. Tapi, melihat dari sisi material akan juga sangat berguna, salah satunya diutas kali ini akan lebih banyak mengulas dari sudut pandang materialnya.

Terus gimana dong cara menjaga ‘kesehatan’ baterai HP kita?

Kenapa saya pakai kata “kesehatan”? karena baterai juga living system yang bisa bernafas. Monggo lihat mekanisme perpindahan ion lithium yang dipublish Prof. Shirley Meng dari UCSD di Nano Letter th 2014. Seperti bernafas bukan?

Fun fact : gambar tersebut diambil menggunakan In-Situ XRD measurement. Artinya tidak bisa diambil oleh industri besar sekalipun, karena harus mengunakan fasilitas nasional yaitu synchrotron. Tau berapa negara yg punya fasilitas ini? Bisa dihitung dengan jari tangan!

Sebagai suatu living system, tentu baterai memiliki limitasi seperti halnya tubuh kita. Manusia pada rentang umur 60-80 tahun akan mengalami penurunan fungsi tubuh seperti penglihatan kabur, ketajaman pendengaran berkurang , pikun, dsb hingga berakhir dengan kematian.

Seperti halnya baterai, setelah proses “aktivitas” charging dan discharging, akan ada “penurunan fungsi” yg biasa disebut fatigue process. Keadaan ini mengakibatkan defect yang pada jumlah tertentu mengakibatkan baterai benar-benar rusak (crack).

So, sebelum benar-benar mengalami catastropic failure spt ini, sudah seharusnya kita mengganti baterai smartphone kita saat mencapai limitasi agar tidak berefek pada fungsi smartphone 😀

Oh ya, charging artinya pengisian daya, sedang discharging artinya kondisi smartphone saat kita gunakan seperti biasa. Normalnya, baterai komersial di smartphone kita memiliki limitasi hingga 500 cycle life, artinya ketika sudah charging discharging selama 500x kemampuan baterai kita akan menurun.

500 cycle ada standar, jadi bisa juga lbih dari itu. Karena sebenarnya utk bisa dikomersialkan, baterai harus bisa lulus uji stability hingga 1000 cycle.

Kembali lagi, kita hitung menggunakan kalkulasi matematika sederhana ya. Asumsi sehari 1 kali charge dan discharge, maka sampai 500 hari atau 1.5 tahun baterai kita masih sehat. Namun ada faktor lain yang bisa memperpendek usia baterai.

Kebanyakan, bahkan hampir semuanya baterai kita berbasis lithium. Dan lithium ini sangat sensitif dengan overcharging dan heating, maka dari itu teknologi baterai dilengkapi dengan Battery Management System (BMS) dan cooling system.

Ketika kita pakai smartphone sampai 0%, otomatis smartphone akan mati. Sebenarnya itu tidak benar-benar 0%. Masih ada beberapa persen tersisa. Karena si BMS tadi lah yang memproteksi  dan membuat HP kita otomatis mati agar masih tersisa daya. Itu sebagai mekanisme proteksinya.

Karena jaman dulu belum secanggih sekarang, maka pas kita beli HP baru, mbak2 penjaga gerai sering bilang agar jangan dipakai sampai 0% karena ga bakal bisa nyala lagi.

Berikut adalah gambar pada atomic level dari baterai smartphone kita. Silahkan fokus ke elektroda-nya yaitu anoda dan katoda. Kita bisa lihat bahwa mereka berbentuk layer-layer kan?

Saat proses charging dan discharging, ion akan berpindah antar elektroda. Ketika overcharge, maka salah satu elektroda akan terisi sangat penuh ion, sedang elektroda lain akan lowong. Kondisi ini mengakibatkan layer pada elektroda yang full ion tadi menggelembung, dan disisi lain, layer pada elektroda yang lowong akan menyusut.

Kondisi ini mengakibatkan ion susah kembali, jadinya irreversible. Juga ketika berhasil kembali pun tidak akan seperti sedia kala. Jadinya mengurangi efisiensi. So, jangan pernah overcharge dan overdischarge ya!

Alasan yang kedua, ketika kita overcharge semalaman penuh, maka itu menjadikan kondisi baterai disupply arus yang tak berkesudahan. Ini akan merusak dan mengurangi kapasitas baterai kita, meski semakin ke sini BMS nya sudah canggih dengan otomatis memperkecil arus. Tapi ga ada salahnya kita stop kalau udah 95% dan mulai charge kalau udah 20% ya!

Jangan pula membiasakan charging dalam kondisi nyala. Artinya kamu menjadikan baterai dalam kondisi charging dan discharging sekaligus. Karena, pada kondisi ini, kalian membuat si-ion bingung untuk pindah ke elektroda yang mana. Akhirnya dia marah dan menjadikan smartphone kita panas. So, bersabarlah untuk matikan smartphone pas charging. Jangan malah WA sama si doi atau malah main PUBG!