Di era di mana permintaan akan penyimpanan energi yang efisien dan berkelanjutan sedang berada di puncaknya, sebuah pengembangan inovatif dari Sekolah Teknik dan Sains Terapan Universitas Harvard telah menetapkan tolok ukur baru di bidang teknologi baterai. Para peneliti telah mengungkap baterai logam litium baru yang mampu bertahan setidaknya 6.000 siklus pengisian dan pengosongan daya dan membanggakan kemampuan untuk terisi penuh hanya dalam hitungan menit. Kemajuan revolusioner ini tidak hanya menjanjikan untuk mengubah cara kita menggunakan baterai tetapi juga membuka jalan bagi aplikasi yang lebih praktis dalam industri seperti kendaraan listrik.
Inti dari penelitian ini terletak pada fabrikasi baterai solid-state menggunakan anoda logam litium, sebuah metode yang telah menawarkan wawasan baru mengenai material untuk baterai yang berpotensi revolusioner. Studi yang baru-baru ini dipublikasikan di “Nature Materials,” menyoroti langkah-langkah signifikan yang telah dibuat dalam memahami dan memanfaatkan anoda logam litium. Xin Li, penulis makalah tersebut, berkomentar, “Baterai anoda logam litium dianggap sebagai baterai yang paling dicari. Baterai ini memiliki kapasitas sepuluh kali lipat dari anoda grafit komersial, yang berpotensi meningkatkan jarak tempuh kendaraan listrik secara signifikan. Penelitian kami menandai langkah penting menuju baterai solid-state yang lebih praktis dalam aplikasi industri dan komersial.”
Salah satu tantangan terbesar dalam merancang baterai ini adalah pembentukan dendrit pada permukaan anoda. Struktur seperti akar ini tumbuh di elektrolit, menembus penghalang yang memisahkan anoda dan katoda, yang menyebabkan korsleting baterai dan bahkan kebakaran. Pada tahun 2021, Li dan timnya mengatasi masalah ini dengan merancang baterai multilapis, yang menyisipkan berbagai material dengan berbagai stabilitas antara anoda dan katoda. Desain multilapis dan multimaterial ini tidak sepenuhnya menghalangi dendrit litium, tetapi mengendalikan dan menahan penetrasinya.
Dalam penelitian terbaru mereka, tim tersebut telah membuat langkah lebih jauh dengan memasukkan partikel silikon berukuran mikrometer ke dalam anoda. Pendekatan ini mengecilkan reaksi litiasi dan mendorong pelapisan listrik yang seragam pada logam litium tebal, yang secara efektif mencegah pembentukan dendrit. Selain itu, proses pelapisan listrik dan pengupasan dapat terjadi dengan cepat pada permukaan datar, yang memungkinkan baterai terisi penuh hanya dalam 10 menit.
Tahap percobaan menyaksikan terciptanya baterai kantong seukuran perangko, 10 hingga 20 kali lebih besar daripada kebanyakan baterai koin yang diproduksi di laboratorium universitas. Hebatnya, baterai ini mempertahankan 80% kapasitasnya bahkan setelah 6.000 siklus, mengungguli baterai kantong lain yang saat ini beredar di pasaran.
Inovasi dari Harvard ini lebih dari sekadar prestasi akademis; inovasi ini menandakan lompatan besar dalam teknologi baterai. Dengan kapasitas, keamanan, dan efisiensi yang ditingkatkan, baterai logam litium yang dikembangkan oleh Li dan timnya berpotensi untuk merevolusi penyimpanan dan penggunaan energi, khususnya pada kendaraan listrik, yang menandai tonggak penting dalam perjalanan kita menuju masa depan yang lebih berkelanjutan dan hemat energi.
Waktu posting: 12-Jan-2024
