Peneliti Tiongkok mengembangkan elektrolit baterai solid-state yang mempertahankan kapasitas 84% setelah 350 siklus
Sebuah tim peneliti dari Chinese Academy of Sciences (CAS) telah mengembangkan elektrolit baterai solid-state baru yang dapat membantu mengatasi salah satu kendala terbesar teknologi ini: mempertahankan kinerja jangka panjang tanpa mengorbankan keselamatan atau kepadatan energi. Terobosan ini datang dari Institut Fisika Kimia Dalian (DICP), di mana para ilmuwan menciptakan elektrolit komposit organik-anorganik yang memungkinkan baterai solid-state mempertahankan lebih dari 84% kapasitas aslinya setelah 350 siklus pengisian-pengosongan. Meskipun hasilnya masih berupa demonstrasi laboratorium, hasil ini menyoroti upaya berkelanjutan untuk mengatasi beberapa tantangan yang memperlambat komersialisasi baterai solid-state, yang secara luas dipandang sebagai penerus potensial teknologi lithium-ion saat ini. Mengatasi salah satu masalah terbesar baterai solid-state Menurut Chinese Academy of Sciences, ITHome, dan CarNewsChina, tim peneliti mengembangkan elektrolit komposit baru berdasarkan polivinilidena fluorida (PVDF) dan litium oksiklorida (Li₃OCl). Salah satu keterbatasan utama baterai solid-state adalah antarmuka antara elektrolit dan elektroda. Kontak yang buruk antara bahan-bahan ini dapat memperlambat pergerakan lithium-ion, mengurangi efisiensi, dan memperpendek masa pakai baterai. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menggunakan litium oksiklorida untuk memicu apa yang mereka gambarkan sebagai proses “rekonstruksi kimia in-situ” dalam struktur polimer. Hal ini menciptakan ikatan kimia yang lebih kuat antara komponen elektrolit organik dan anorganik sekaligus membangun jalur berkelanjutan yang memungkinkan ion litium bergerak lebih efisien melalui baterai. Hasilnya adalah bahan yang menggabungkan fleksibilitas mekanik polimer dengan konduktivitas ionik dan stabilitas yang biasanya dikaitkan dengan elektrolit padat anorganik. Kinerja laboratorium yang menjanjikan Tim melaporkan beberapa peningkatan kinerja. Pengujian laboratorium menunjukkan konduktivitas ionik pada suhu kamar sebesar 2,73 × 10⁻⁴ S/cm dan bilangan transferensi ion litium sebesar 0,90, yang menunjukkan bahwa sebagian besar pengangkutan muatan terjadi melalui ion litium dibandingkan melalui reaksi samping yang tidak diinginkan. Elektrolit juga menunjukkan jendela stabilitas elektrokimia di atas 4,78 volt dan modulus Young hampir 893 MPa, menunjukkan stabilitas mekanis yang kuat dalam struktur baterai. Mungkin hasil yang paling menonjol datang dari tes bersepeda. Para peneliti melaporkan bahwa sel baterai solid-state NCA (nikel-kobalt-aluminium) yang dilengkapi dengan elektrolit baru mempertahankan 84,2% kapasitasnya setelah 350 siklus pada tingkat pengisian-pengosongan 1C. Sel simetris juga dilaporkan beroperasi secara stabil selama lebih dari 2.500 jam selama pengujian. Mengapa baterai solid-state penting Baterai solid-state menggantikan elektrolit cair yang mudah terbakar yang digunakan dalam sel litium-ion konvensional dengan bahan padat. Teknologi ini telah menarik minat yang signifikan karena dapat menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi, peningkatan keamanan, pengisian daya yang lebih cepat, dan ketahanan yang lebih besar terhadap pelepasan panas. Namun, mengubah konsep laboratorium menjadi baterai yang layak secara komersial terbukti sulit. Para peneliti di seluruh dunia terus berjuang mengatasi permasalahan seperti rendahnya konduktivitas ionik, degradasi antarmuka, kompleksitas produksi, dan biaya. Arsitektur elektrolit baru berupaya mengatasi beberapa tantangan ini secara bersamaan dengan meningkatkan transportasi ion sambil menjaga stabilitas struktural. Komersialisasi masih memakan waktu bertahun-tahun Meskipun terdapat kemajuan yang pesat di laboratorium, jalur menuju pasar massal baterai solid-state masih belum pasti. Beberapa produsen mobil dan pengembang baterai Tiongkok telah mengumumkan jadwal yang ambisius. Dongfeng, misalnya, telah mengindikasikan rencana untuk memulai produksi massal baterai solid-state pada awal tahun 2026. Namun, pemimpin industri CATL telah berulang kali menyatakan bahwa komersialisasi skala besar tidak mungkin dilakukan sebelum tahun 2030, hal ini menyoroti kendala teknis dan manufaktur yang signifikan yang masih ada. Pekerjaan tim DICP tidak serta merta mengubah garis waktu tersebut, namun menambahkan pendekatan lain yang menjanjikan pada salah satu perlombaan teknologi yang paling banyak diawasi dalam industri baterai. Ketika para pembuat mobil terus mencari teknologi baterai yang lebih aman dan hemat energi, kemajuan dalam desain elektrolit seperti ini dapat memainkan peran penting dalam menentukan arsitektur baterai solid-state mana yang pada akhirnya akan mencapai produksi komersial. Temuan ini dipublikasikan dalam Journal of Colloid and Interface Science dengan judul Elektrolit gel komposit dehidrofluorinasi yang inovatif untuk baterai solid-state yang ditingkatkan.
Diterbitkan : 2026-06-22 19:08:00
sumber : interestingengineering.com
