- Para peneliti telah membuat terobosan dalam baterai lithium-ion bebas anoda
- Elektrolit gel baru dapat memecahkan salah satu masalah terbesar teknologi ini
- Hal ini dapat meningkatkan umur panjang dan keamanan sel listrik lithium-ion
Para peneliti di Fakultas Teknik dan Sains Terapan Universitas Columbia mengklaim telah mengembangkan elektrolit gel baru yang akan membantu menstabilkan baterai lithium-ion bebas anoda. Hal ini akan meningkatkan keamanan dan umur panjang dari teknologi baterai yang sedang berkembang ini, sekaligus memberikan penghematan biaya bagi produsen.
Baterai litium-ion bebas anoda telah dieksplorasi selama beberapa tahun, dengan tim peneliti Korea Selatan menggunakan arsitektur baterai logam litium bebas anoda tahun lalu untuk menggandakan kepadatan volumetrik baterai, tanpa menambah ukurannya.
Menghilangkan anoda akan membebaskan lebih banyak ruang internal, memungkinkan peningkatan jumlah bahan aktif untuk dikemas ke dalam volume yang sama. Ini seperti mengelola memasukkan lebih banyak bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar berukuran sama, menurut Rekayasa yang Menarik.
Masalah utama yang dihadapi teknologi ini adalah keamanan dan umur baterai yang panjang, karena baterai logam litium bebas anoda mengalami pengendapan litium yang tidak merata selama sesi pengisian daya.
Ini berarti litium dapat membentuk struktur tajam seperti jarum (disebut dendrit), yang dapat menembus komponen internal dan menyebabkan korsleting yang berbahaya serta peristiwa pelepasan panas.
Namun menurut Rekayasa yang Menarikyang mengutip temuan penelitian yang pertama kali diterbitkan dalam jurnal Joule, peneliti Fakultas Teknik dan Sains Terapan Universitas Columbia menemukan solusi untuk masalah ini dalam elektrolit gel.
Untuk sejenak menjelaskan secara teknis, tim menggunakan “jaringan polimer fobia garam parasit dalam desain elektrolitnya”, yang “secara selektif menolak ion litium sambil menarik molekul pelarut”.
Secara relatif sederhana, elektrolit gel dibagi pada skala nano menjadi komposisi yang berbeda. Hal ini memungkinkan terbentuknya lapisan pelindung pada permukaan litium yang mencegah pembentukan dendrit berbahaya.
Selama percobaan di laboratorium, para peneliti menemukan bahwa elektrolit gel mempertahankan lebih dari 80% kapasitasnya dalam kondisi yang mendekati kondisi sebenarnya, sekaligus meningkatkan stabilitas termal baterai, yang berarti lebih sedikit energi yang dikonsumsi oleh EV baik dalam memanaskan atau mendinginkan paket untuk suhu pengoperasian yang optimal.
Tampaknya, elektrolit gel juga tahan terhadap pengeboran ekstensif tanpa adanya pelepasan panas. Sebaliknya, baterai dengan elektrolit cair konvensional menyala atau meledak selama pengujian.
Dalam penerapannya di dunia nyata, para peneliti percaya bahwa elektrolit gel dalam baterai lithium-ion bebas anoda dapat menghasilkan paket EV dengan kepadatan energi yang lebih besar, masa pakai lebih lama, dan pengoperasian yang lebih aman – semuanya tanpa biaya untuk mengembangkan formulasi elektrolit baru.
Analisis: Masih ada kehidupan yang tersisa di litium
Banyak perbincangan seputar masa depan kendaraan listrik berkisar pada hal tersebut paket baterai solid-stateyang disebut sebagai “cawan suci” jawaban atas banyak masalah kendaraan listrik, seperti kecepatan pengisian yang lambat, jangkauan yang buruk, kemasan yang terlalu berat, dan masalah keselamatan yang masih ada.
Namun teknologi ini masih dalam tahap awal dan meskipun ada beberapa hal yang belum berkembang Cina perusahaan mengklaim mereka mendorongnya ke dalam produksi, namun tetap merupakan proposisi yang jauh lebih mahal daripada penawaran lithium-ion saat ini.
“Masih banyak masa depan yang tersisa dalam teknologi lithium-ion,” jelas Akhil Krishnan, VP Product Line untuk Volvo EX60. “Tentu saja, saya gembira dengan masa depan solid-state, namun kami telah mencapai kemajuan besar dengan lithium-ion,” tambahnya.
Bekerja sama dengan Breathe, sebuah perusahaan perangkat lunak baterai yang menggunakan simulasi dan model untuk membantu memaksimalkan baterai kendaraan listrik, Volvo telah membuktikan bahwa teknologi lithium-ion mampu memberikan hasil yang maksimal. Volvo EX60 yang akan datang menawarkan jangkauan WLTP lebih dari 500 mil dan kecepatan pengisian cepat yang konsisten di segala kondisi.
Yan Zhao, salah satu pendiri Breathe Battery Technologies mengatakan bahwa meyakinkan 25% pembeli mobil berikutnya untuk beralih ke mobil listrik akan menjadi salah satu tugas terberat yang pernah ada. “Keputusan pembelian mereka akan sangat sensitif terhadap harga,” katanya.
Di sinilah perbaikan pada baterai lithium-ion dapat membantu, karena memungkinkan jangkauan yang lebih luas dan kecepatan pengisian yang lebih cepat tanpa membebankan biaya teknologi baterai yang sedang berkembang kepada pelanggan.
Seperti halnya mesin pembakaran internal yang, bahkan setelah lebih dari satu abad, terus mengalami peningkatan kinerja dan efisiensi, teknologi lithium-ion hanya akan menjadi lebih baik dalam tiga hingga lima tahun ke depan, menurut para ahli.
Ikuti TechRadar di Google Berita Dan tambahkan kami sebagai sumber pilihan untuk mendapatkan berita, ulasan, dan opini pakar kami di feed Anda. Pastikan untuk mengklik tombol Ikuti!
Dan tentu saja, Anda juga dapat mengikuti TechRadar YouTube Dan TikTok untuk berita, review, unboxing dalam bentuk video, dan dapatkan update rutin dari kami Ada apa juga.
