Di era di mana permintaan akan penyimpanan energi yang efisien dan berkelanjutan berada pada puncaknya, sebuah perkembangan inovatif dari Sekolah Teknik dan Ilmu Terapan Universitas Harvard telah menetapkan tolok ukur baru di bidang teknologi baterai. Para peneliti telah memperkenalkan baterai logam litium baru yang mampu bertahan setidaknya 6.000 siklus pengisian dan pengosongan serta memiliki kemampuan untuk terisi penuh hanya dalam hitungan menit. Kemajuan revolusioner ini tidak hanya menjanjikan transformasi cara kita menggunakan baterai, tetapi juga membuka jalan bagi aplikasi yang lebih praktis di industri seperti kendaraan listrik.
Inti dari penelitian ini terletak pada pembuatan baterai solid-state menggunakan anoda logam litium, sebuah metode yang telah menawarkan wawasan baru tentang material untuk baterai yang berpotensi revolusioner. Studi yang baru-baru ini diterbitkan di “Nature Materials” ini menyoroti kemajuan signifikan yang telah dicapai dalam memahami dan memanfaatkan anoda logam litium. Xin Li, penulis makalah tersebut, berkomentar, “Baterai anoda logam litium dianggap sebagai impian utama dalam dunia baterai. Baterai ini memiliki kapasitas sepuluh kali lipat dari anoda grafit komersial, yang berpotensi meningkatkan jangkauan berkendara 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 mendesain baterai ini adalah pembentukan dendrit pada permukaan anoda. Struktur seperti akar ini tumbuh di dalam elektrolit, menembus penghalang yang memisahkan anoda dan katoda, menyebabkan korsleting baterai dan bahkan kebakaran. Pada tahun 2021, Li dan timnya mengatasi masalah ini dengan mendesain baterai multilapis, menyisipkan berbagai material dengan stabilitas yang berbeda di antara anoda dan katoda. Desain multilapis dan multimaterial ini tidak sepenuhnya menghalangi dendrit litium tetapi mengendalikan dan membatasi penetrasinya.
Dalam penelitian terbaru mereka, tim tersebut telah membuat kemajuan lebih lanjut dengan menggabungkan partikel silikon berukuran mikrometer ke dalam anoda. Pendekatan ini memperkecil reaksi litiasi dan mendorong pelapisan listrik logam litium tebal secara seragam, sehingga secara efektif mencegah pembentukan dendrit. Selain itu, proses pelapisan dan pengupasan listrik dapat terjadi dengan cepat pada permukaan datar, memungkinkan baterai terisi penuh hanya dalam 10 menit.
Fase eksperimental menghasilkan pembuatan baterai kantung 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 kantung lain yang saat ini ada di pasaran.
Inovasi dari Harvard ini lebih dari sekadar prestasi akademis; ini menandai lompatan besar dalam teknologi baterai. Dengan kapasitas, keamanan, dan efisiensi yang ditingkatkan, baterai logam litium yang dikembangkan oleh Li dan timnya berpotensi merevolusi penyimpanan dan penggunaan energi, khususnya pada kendaraan listrik, menandai tonggak penting dalam perjalanan kita menuju masa depan yang lebih berkelanjutan dan hemat energi.
Waktu posting: 12 Januari 2024
