LFP vs NMC: Teknologi Baterai Mana yang Paling Unggul?

Bagi bisnis di sektor seperti kendaraan listrik (EV) dan sistem penyimpanan energi, penting untuk memilih teknologi baterai yang sesuai. Dua di antaranya adalah baterai litium besi fosfat (LFP) dan nikel mangan kobalt (NMC). Pada tahun 2023, baterai LFP menguasai 30% pasar baterai kendaraan listrik, naik dari 10% pada tahun 2020. Biaya yang lebih rendah, masa pakai yang lebih lama, dan peningkatan keamanan adalah alasan mengapa popularitasnya meningkat selama bertahun-tahun. Di sisi lain, baterai NMC juga semakin berkembang karena kepadatan energinya yang lebih tinggi sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan solusi daya yang ringkas dan ringan.

Perbandingan ini memberikan garis besar kekuatan, kelemahan, serta skenario penggunaan terbaik antara Baterai LFP dan NMC sehubungan dengan teknologi Li-ion ini. Kami bertujuan untuk memberikan Anda pemahaman mendalam yang akan memungkinkan Anda membuat keputusan yang tepat tentang bisnis Anda.

Apa itu Baterai LFP?

Baterai Lithium Iron Phosphate (LFP) termasuk dalam keluarga litium-ion yang menggunakan litium besi fosfat untuk bahan katoda. Mereka memiliki standar keamanan yang sangat tinggi, stabilitas termal yang sangat baik, dan siklus hidup yang panjang. Berbeda dengan baterai NMC, baterai LFP bergantung pada besi dan fosfat. Bahan-bahan ini lebih mudah didapat dan lebih murah dibandingkan bahan lainnya. Hal ini menjadikannya pilihan populer untuk berbagai aplikasi yang mengutamakan biaya dan keamanan.

Mereka banyak digunakan dalam bus listrik dan sistem penyimpanan energi stasioner. Selain itu, semakin banyak Kendaraan Listrik (EV) yang menggunakan baterai LFP. Beberapa perusahaan seperti BYD dan Tesla menyertakan LFP pada kendaraan mereka, terutama di area dengan persyaratan jangkauan lebih rendah.

Apa itu Baterai NMC?

Baterai nikel mangan kobalt (NMC) adalah jenis baterai lithium-ion yang menggunakan kombinasi nikel, mangan, dan kobalt sebagai bahan katoda. Campuran ini terkenal dengan kepadatan energi dan kemampuan dayanya yang tinggi. Atribut tersebut membuat NMC cocok untuk kendaraan listrik dan peralatan listrik. Mereka menghilangkan kebutuhan untuk sering mengisi ulang kendaraan listrik dan sangat efisien dalam hal ukurannya.

Namun, ada beberapa kelemahan baterai NMC termasuk harga yang lebih tinggi, masa pakai yang lebih pendek, serta kemungkinan kehilangan panas yang lebih besar. Oleh karena itu, Tesla antara lain mulai beralih dari baterai NMC ke baterai lithium iron phosphate (LFP); ini adalah langkah yang dimaksudkan untuk meningkatkan keselamatan dan memangkas biaya.

Rincian Perbedaan Utama: Baterai LFP VS NMC

Perbandingan Kepadatan Energi

Kepadatan energi, diukur dalam watt-jam per kilogram (Wh/kg), menunjukkan berapa banyak energi yang dapat disimpan baterai dibandingkan dengan beratnya. Biasanya, baterai NMC memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, sekitar 150-200 Wh/kg. Hal ini memungkinkan mereka menyimpan lebih banyak energi dalam kemasan yang lebih kecil dan ringan. Oleh karena itu, produk ini ideal untuk kendaraan listrik (EV) dan perangkat elektronik portabel, karena menawarkan jarak berkendara yang lebih jauh dan waktu penggunaan yang lebih lama.

Di sisi lain, baterai LFP memiliki kepadatan energi yang lebih rendah, biasanya antara 90-160 Wh/kg. Mereka dapat menyimpan lebih sedikit energi dalam volume tertentu. Namun, stabilitas termalnya memungkinkan pengemasan yang lebih rapat dalam sel prismatik atau kantong. Hal ini mengurangi bobot keseluruhan, membuat perbedaannya kurang terlihat pada tingkat sistem. Selain itu, inovasi seperti teknologi cell-to-pack (CTP) dan cell-to-chassis (CTC) semakin meminimalkan kesenjangan ini. Teknologi ini mengintegrasikan sel langsung ke dalam paket baterai atau rangka kendaraan, sehingga menghilangkan kelebihan bahan dan berat.

Kepadatan dan Kinerja Daya

Baterai NMC, dengan kepadatan daya yang lebih tinggi, unggul sebagai baterai awal. Mereka menghasilkan ledakan energi yang cepat, yang berarti akselerasi yang lebih baik dan waktu pengisian daya yang lebih cepat. Hal ini menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan keluaran daya cepat dan tinggi, seperti menyalakan kendaraan listrik (EV).

Sebaliknya, baterai LFP lebih cocok sebagai baterai siklus dalam. Mereka memberikan daya yang stabil dan andal dalam jangka waktu yang lebih lama, yang sangat penting untuk aplikasi yang memerlukan penyaluran energi yang konsisten. Meskipun memiliki kepadatan daya yang lebih rendah, baterai LFP menawarkan keamanan yang lebih baik dan masa pakai yang lebih lama. Hal ini menjadikannya pilihan utama untuk penggunaan terus-menerus dan jangka panjang, seperti dalam sistem penyimpanan energi.

Siklus Hidup dan Umur Panjang

Siklus hidup baterai penting untuk menentukan nilai jangka panjang serta kinerjanya. Baterai LFP terkenal dengan siklus hidup yang mengesankan, seringkali melebihi 2,000 hingga 3,000 siklus pengisian dan pengosongan sebelum terjadi kehilangan kapasitas yang signifikan. Namun, baterai NMC dirancang dengan masa pakai yang lebih pendek antara 1,000 – 2,000 siklus. Oleh karena itu, baterai LFP dengan masa pakai yang lebih lama akan memiliki total biaya kepemilikan yang lebih rendah karena memerlukan lebih sedikit penggantian dan pemeliharaan. Keuntungan ini sangat signifikan dalam pengaturan penyimpanan energi skala besar dimana biaya penggantian bisa sangat besar.

Pertimbangan Keselamatan

Keamanan adalah perhatian utama dalam teknologi baterai, dan baterai LFP dan NMC memiliki profil keamanan yang unik. Baterai LFP dikenal dengan stabilitas termal yang sangat baik dan memiliki risiko pelepasan panas yang jauh lebih rendah. Thermal runaway merupakan kondisi baterai menjadi terlalu panas dan berpotensi terbakar. Yang terpenting, ini berarti mereka tetap aman bahkan pada suhu yang lebih tinggi.

Di sisi lain, baterai NMC dikaitkan dengan risiko pelepasan panas yang lebih tinggi karena kepadatan energinya yang tinggi dan penggunaan kobalt sebagai elemen dalam komposisinya. Oleh karena itu, perangkat tersebut mungkin memerlukan penerapan BMS tingkat lanjut dan praktik rekayasa perangkat yang cermat untuk mengatasi panas berlebih.

Performa dalam Kondisi Ekstrim

Pada suhu tinggi (misalnya, hingga 60°C), baterai LFP berkinerja lebih baik dibandingkan jenis lainnya karena menjaga stabilitas dan keluaran daya secara efektif. Suhu pengoperasian maksimumnya berkisar antara 55°C (131°F) dan 75°C (167°F), sehingga memungkinkan pengoperasian yang aman di iklim panas.

Sebaliknya, sel NMC unggul di iklim yang lebih dingin karena kepadatan energinya tetap tinggi dan output daya stabil hingga -20°C (-4°F). Sel NMC sering kali menggunakan sistem manajemen termal yang kompleks untuk mencegah panas berlebih selama periode pengisian daya yang berat.

Dampak lingkungan

Dampak lingkungan dari teknologi baterai semakin memprihatinkan. Baterai LFP memiliki dampak lingkungan yang jauh lebih kecil karena tidak mengandung kobalt yang menyebabkan pencemaran lingkungan dan pelanggaran hak asasi manusia. Selain itu, baterai LFP lebih mudah didaur ulang dan dibuang dengan cara yang aman sehingga meminimalkan risiko kontaminasi lingkungan.

Namun, baterai NMC mengandung kobalt dan logam berat lainnya sehingga membuatnya lebih menantang dari sudut pandang lingkungan. Penambangan dan pemurnian bahan-bahan ini memerlukan banyak energi dan merusak secara ekologis. Meskipun investigasi sedang berlangsung untuk mengurangi atau menghilangkan kobalt di NMC, hal ini masih menjadi perhatian utama pada model saat ini karena implikasi ekologis dan etikanya.

Baterai litium besi fosfat (LFP) mengungguli baterai nikel mangan-kobalt oksida (NMC) dalam hal ramah lingkungan karena memiliki bahan kimia yang lebih aman serta bersifat dapat didaur ulang.

Analisis biaya

Baterai LFP umumnya berharga sekitar $80-100 per kWh karena tidak adanya kobalt, menjadikannya lebih murah dibandingkan baterai NMC, yang berharga sekitar $120-140 per kWh. Keunggulan biaya ini membuat baterai LFP menarik untuk aplikasi yang hemat anggaran.

Namun, baterai NMC menawarkan kepadatan dan kinerja energi yang lebih tinggi, sehingga membenarkan harganya yang lebih tinggi dalam aplikasi yang memerlukan penyimpanan energi yang ringkas dan kuat, seperti kendaraan listrik.

Baterai LFP juga memiliki masa pakai yang lebih lama, sehingga menurunkan total biaya kepemilikan seiring waktu karena lebih sedikitnya kebutuhan penggantian dan pemeliharaan. Jadi, meskipun baterai NMC memberikan kinerja tinggi dengan biaya awal yang lebih tinggi, baterai LFP menawarkan solusi yang lebih hemat biaya dan tahan lama dalam jangka panjang.

Teknologi Baterai Mana yang Lebih Baik?

Baterai LFP sekitar 20-30% lebih murah dibandingkan baterai NMC dan menawarkan masa pakai hingga dua kali lebih lama. Hal ini mengurangi biaya penggantian secara keseluruhan. Selain itu, baterai LFP memiliki stabilitas termal yang jauh lebih tinggi. Hal ini membuat mereka jauh lebih aman dengan risiko panas berlebih yang lebih rendah. Dari sudut pandang lingkungan, baterai LFP 50% lebih baik karena tidak mengandung kobalt. Ketidakhadiran ini meredakan kekhawatiran etika dan lingkungan. Meskipun baterai NMC memberikan kepadatan energi yang lebih tinggi, penghematan biaya, peningkatan keamanan, dan masa pakai baterai LFP yang lebih lama menjadikannya pilihan yang lebih praktis dan berkelanjutan untuk sebagian besar aplikasi.

Kesimpulan

Perdebatan antara baterai LFP dan NMC tidak memiliki jawaban yang universal. Setiap jenis baterai memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing sehingga cocok untuk berbagai aplikasi. Baterai LFP unggul dalam hal keamanan, umur panjang, dan biaya, menjadikannya ideal untuk aplikasi penyimpanan energi stasioner dan aplikasi dengan keamanan tinggi. Sebaliknya, baterai NMC menawarkan kepadatan energi dan kinerja yang lebih tinggi, menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk kendaraan listrik dan barang elektronik konsumen dengan permintaan tinggi.

Memahami persyaratan spesifik aplikasi sangat penting dalam memilih teknologi baterai yang tepat. Dengan mempertimbangkan secara cermat berbagai faktor seperti kepadatan energi, siklus hidup, keselamatan, dampak lingkungan, dan biaya, Anda dapat membuat keputusan yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.

Baterai LFP Custom Dari Keheng

Keheng adalah salah satu produsen baterai lithium terbaik di Cina. Bagi mereka yang mencari solusi baterai LFP khusus, Keheng menawarkan serangkaian pilihan yang disesuaikan untuk memenuhi beragam aplikasi. Baik Anda memerlukan baterai untuk sistem penyimpanan energi, keperluan industri, atau tujuan rekreasi, Keheng menyediakan baterai LFP berkualitas tinggi yang dirancang untuk kinerja optimal dan umur panjang. Dengan fokus pada keselamatan, keandalan, dan efektivitas biaya, baterai LFP khusus Keheng adalah pilihan cerdas untuk segala kebutuhan penyimpanan energi.