Apa saja komponen pada baterai?

Lebih daripada Sekadar Plus dan Minus: Mengupas Komponen Dalaman Bateri

Bateri. Peranti kecil yang memberi kuasa kepada pelbagai peranti, daripada telefon pintar sehinggalah kenderaan elektrik. Keupayaannya untuk menyimpan dan membebaskan tenaga elektrik adalah sesuatu yang menakjubkan, namun ramai yang tidak mengetahui kerumitan komponen dalamannya. Lebih daripada sekadar kutub positif dan negatif, bateri sebenarnya mengandungi beberapa komponen penting yang bekerjasama untuk menghasilkan kuasa. Mari kita kupas satu persatu:

1. Katod (Kutub Positif): Pengumpul Elektron yang Bersemangat

Katod, atau kutub positif, merupakan komponen penting yang menerima elektron semasa proses pelepasan tenaga. Ia seperti “pengumpul” elektron yang “menarik” elektron dari anod untuk menghasilkan arus elektrik. Bahan yang digunakan untuk katod berbeza-beza bergantung kepada jenis bateri. Contohnya, bateri lithium-ion menggunakan oksida logam peralihan seperti kobalt oksida atau nikel kobalt mangan oksida (NCM) sebagai katod. Komposisi kimia katod ini mempengaruhi kapasiti penyimpanan tenaga dan kitaran hayat bateri. Semakin maju bahan yang digunakan, semakin tinggi prestasi bateri.

2. Anod (Kutub Negatif): Sumber Elektron yang Dermawan

Sebaliknya, anod, atau kutub negatif, bertindak sebagai sumber elektron. Semasa bateri membekalkan kuasa, anod melepaskan elektron yang kemudiannya “bergerak” ke katod melalui litar luar. Bahan anod juga bergantung kepada jenis bateri. Dalam bateri lithium-ion, grafit sering digunakan sebagai anod kerana keupayaannya menyimpan ion litium dengan cekap. Kualiti dan struktur anod memainkan peranan penting dalam menentukan prestasi bateri dari segi kapasiti dan kadar pengecasan.

3. Separator: Pengawal Keselamatan yang Teliti

Komponen yang sering diabaikan tetapi sangat penting ialah separator. Ia adalah lapisan nipis, berpori yang diletakkan di antara katod dan anod. Fungsinya adalah untuk mencegah sebarang sentuhan langsung antara kedua-dua kutub, mengelakkan litar pintas yang boleh menyebabkan kerosakan atau bahkan kebakaran. Separator membenarkan pergerakan ion antara katod dan anod melalui liang-liangnya, tetapi menghalang aliran elektron secara langsung. Bahan separator biasanya diperbuat daripada polietilena atau polipropilena. Ketebalan dan kebolehtelapan separator mempengaruhi prestasi bateri dari segi keselamatan dan ketahanan.

4. Elektrolit: Jalan Raya untuk Ion

Akhir sekali, elektrolit merupakan medium pengalir ion antara katod dan anod. Ia seperti “jalan raya” yang membolehkan ion litium (atau ion lain, bergantung kepada jenis bateri) bergerak antara kedua-dua kutub semasa proses pengecasan dan pelepasan. Elektrolit boleh wujud dalam bentuk cecair, gel, atau pepejal. Sifat-sifat elektrolit seperti kekonduksian ionik dan ketahanan kimia amat penting dalam menentukan prestasi dan keselamatan bateri. Penyelidikan berterusan tertumpu kepada membangunkan elektrolit yang lebih selamat, cekap, dan tahan lama.

Kesimpulannya, bateri bukanlah sekadar dua kutub yang mudah. Ia merupakan gabungan beberapa komponen yang kompleks dan saling bergantung. Memahami komponen-komponen ini membantu kita menghargai kehebatan teknologi bateri dan potensi penambahbaikan yang besar dalam bidang ini untuk masa hadapan.