Baterai Logam Litium Mempertahankan Kapasitas 80% Setelah 6.000 Siklus Pengisian-Pengosongan
KALBARNEW.CO.ID - Para ilmuwan
dari Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)
telah mengembangkan baterai logam litium baru yang dapat mempertahankan
kapasitas hingga 80% setelah 6.000 siklus pengisian-pengosongan. Baterai
hanya membutuhkan 10 menit untuk terisi penuh. Hasil penelitian tersebut
telah dipublikasikan di jurnal Nature Materials. (27 Januari 2024)
Baterai logam litium adalah baterai yang menggunakan logam
litium, bukan grafit sebagai anoda. Berkat penggunaan bahan ini, berat
baterai lebih ringan dan memiliki kepadatan energi sepuluh kali lebih tinggi
dibandingkan baterai lithium-ion. Namun, dendrit (ekstensi) sering muncul
di permukaan anoda selama pengoperasian baterai logam litium. Struktur ini
tumbuh menjadi akar seperti elektrolit dan menembus penghalang yang memisahkan
anoda dan katoda, menyebabkan korsleting atau bahkan menyebabkan baterai
terbakar.
Proses pembentukan dendrit cukup sederhana: ion litium, yang berpindah dari katoda ke anoda saat baterai sedang diisi, berkumpul dan membentuk partikel logam yang secara bertahap bertambah besar ukurannya.
Potensi
elektrokinetik pada antarmuka antara logam dan elektrolit menarik lebih banyak
ion litium, yang mendarat di partikel yang sedang tumbuh, yang darinya kumis
akan menonjol seiring waktu. Dendrit hancur sebagian selama pengosongan
baterai ketika ion litium berpindah dari anoda ke katoda, menyebabkan penyok
pada permukaan anoda, sehingga menyulitkan baterai untuk mengisi daya lebih
lanjut.
Para peneliti dari Harvard School of Engineering and Applied Sciences berusaha memecahkan masalah ini dengan menempatkan partikel silikon berukuran mikron pada anoda. Hal ini memungkinkan untuk mempersempit area litasi: selama pengisian baterai, ion litium akan menempel pada partikel silikon, tetapi tidak akan tenggelam pada permukaan dasar anoda. Interaksi ion litium dengan silikon menyebabkan pembentukan lapisan logam litium, di atas permukaannya arus listrik didistribusikan secara merata.
Hal ini tidak
hanya membantu mencegah pembentukan dendrit, tetapi juga mengurangi waktu
pengisian daya menjadi 10 menit.
Penulis penelitian membuat dan menguji prototipe baterai logam litium seukuran prangko.
Prototipe ini mampu mempertahankan 80%
kapasitasnya setelah 6.000 siklus pengisian-pengosongan, menunjukkan hasil yang
lebih baik daripada kebanyakan baterai yang tersedia di pasar. Di masa
depan, komersialisasi baterai ini dapat meningkatkan jangkauan berkendara
kendaraan listrik secara signifikan. (Tim Liputan)
Editor : Aan
