Baterai secara umum dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori utama: baterai kimia, baterai fisik, dan baterai biologis. Diantaranya, baterai kimia dan baterai fisik telah diterapkan pada-kendaraan listrik yang diproduksi secara massal, sedangkan baterai biologis dianggap sebagai salah satu arah pengembangan penting untuk baterai kendaraan listrik di masa depan. Mengingat situasi penerapan praktis saat ini, kami hanya akan memberikan pengenalan rinci tentang baterai kimia.
I. Baterai Litium
Baterai lithium adalah salah satu jenis baterai yang paling umum digunakan pada kendaraan listrik. Meskipun baru ada sejak tahun 1970, baterai ini dengan cepat mendominasi pasar baterai kendaraan listrik karena kepadatan energinya yang tinggi dan masa pakai yang lama. Saat ini baterai litium yang digunakan pada kendaraan listrik terutama meliputi baterai litium besi fosfat dan baterai litium nikel mangan kobalt oksida, dan kedua jenis baterai ini memiliki perbedaan karakteristik yang cukup signifikan, sehingga perlu diberikan penjelasan dan perbandingan yang detail.
(1) Baterai Lithium Besi Fosfat
Dibandingkan dengan baterai litium mangan oksida awal, baterai litium besi fosfat tidak memiliki perbedaan kepadatan energi yang signifikan, yaitu sekitar 100-110 Wh/kg. Namun, stabilitas termalnya adalah yang terbaik di antara baterai litium kendaraan saat ini. Komponen kimia internal baru mulai terurai ketika suhu baterai mencapai 500-600 derajat, sedangkan komponen kimia internal baterai litium kobalt oksida yang juga merupakan baterai litium sudah dalam keadaan tidak stabil pada suhu 180-250 derajat. Dengan kata lain, keamanan baterai lithium iron phosphate adalah yang terbaik di antara baterai lithium, dan oleh karena itu, baterai ini menjadi salah satu jenis baterai utama untuk kendaraan listrik.
(2) Baterai Lithium Nikel Mangan Cobalt Oksida
Dibandingkan dengan baterai litium besi fosfat, baterai litium nikel mangan kobalt oksida yang digunakan di Tesla Model S memiliki kepadatan energi yang jauh lebih tinggi berdasarkan beratnya, sekitar 200 Wh/kg. Artinya, baterai litium nikel mangan kobalt oksida dengan berat yang sama memiliki jangkauan berkendara yang lebih jauh dibandingkan baterai litium besi fosfat. Namun, kelemahan mereka juga terlihat jelas. Ketika suhu baterai 250-350 derajat, komponen kimia internal mulai terurai, sehingga menuntut sistem manajemen baterai yang sangat tinggi. Setiap sel baterai perlu dilengkapi dengan perangkat pengaman terpisah. Selain itu, karena ukuran setiap sel yang kecil, jumlah sel baterai yang dibutuhkan untuk satu kendaraan menjadi sangat besar.
II. Nikel-Baterai Logam Hidrida
Baterai nikel-metal hidrida adalah jenis baterai daya kendaraan listrik utama lainnya selain baterai litium. Mereka berkembang secara bertahap sejak tahun 1990-an. Banyak kendaraan hybrid, seperti Toyota Prius, menggunakan baterai jenis ini sebagai komponen penyimpan energi. Kepadatan energinya tidak jauh berbeda dengan baterai litium biasa, sekitar 70-100 Wh/kg. Namun, karena tegangan satu sel baterai hanya 1,2V, yaitu sepertiga dari tegangan baterai litium, volume paket baterai lebih besar daripada volume baterai litium bila voltase yang diperlukan sama.
Seperti baterai litium, baterai nikel-metal hidrida juga memerlukan sistem pengelolaan baterai, namun lebih memperhatikan pengelolaan pengisian dan pengosongan baterai. Alasan perbedaan ini terutama disebabkan oleh "efek memori" baterai nikel-metal hidrida, yang berarti kapasitas baterai akan menurun selama siklus pengisian dan pengosongan. Pengisian daya yang berlebihan atau pengosongan yang berlebihan juga dapat mempercepat hilangnya kapasitas baterai (karakteristik baterai litium ini hampir dapat diabaikan). Oleh karena itu, bagi produsen, sistem kontrol baterai baterai nikel-metal hidrida disetel untuk secara aktif menghindari pengisian daya berlebih dan pengosongan berlebih, seperti mengontrol rentang pengisian dan pengosongan secara artifisial dalam persentase tertentu dari total kapasitas untuk mengurangi laju penurunan kapasitas.