Hasil Riset: Baterai Lithium Bisa Diisi dalam Waktu 5 Menit dengan Penambahan Indium

Tim peneliti dari Universitas Cornell telah mengembangkan baterai lithium revolusioner dengan waktu pengisian kurang dari lima menit, melampaui semua opsi pasar yang ada terkait dengan baterai lithium. Penelitian ini telah dipublikasikan pada artikel ilmiah yang terbit di Jurnal Joule pada 16 Januari 2024.

blank

Tim peneliti dari Universitas Cornell telah mengembangkan baterai lithium revolusioner dengan waktu pengisian kurang dari lima menit, melampaui semua opsi baterai lithium yang telah diteliti atau yang ada di pasaran. Penelitian ini telah dipublikasikan pada artikel ilmiah yang terbit di Jurnal Joule pada 16 Januari 2024. Tidak hanya pengisiannya yang cepat, namun baterai ini juga stabil dan tidak cepat habis ketika dipakai.

Berjudul Fast-charge, long-duration storage in lithium batteries, inovasi ini berpotensi untuk mengatasi permasalahan utama pada mobil listrik yakni pengisian baterai yang lama dan memakan waktu. Hal ini tentu juga akan berimplikasi pada kendaraan listrik yang dapat menjadi lebih terjangkau secara biaya. Selama ini, pengemudi mobil listrik memiliki kekhawatiran tidak dapat melakukan perjalanan jarak jauh tanpa pengisian ulang baterai yang memakan waktu.

Penelitian yang diterbitkan di jurnal Joule tersebut, menganalisis kesesuaian indium sebagai bahan campuran anoda untuk baterai lithium. Sebelum membahas lebih lanjut, kita perlu mengetahui prinsip kerja dari baterai lithium. Baterai lithium bekerja dengan prinsip memanfaatkan pergerakan ion lithium dari katoda ke anoda dan elektron berpindah dari anoda ke katoda saat baterai diisi, dan sebaliknya saat baterai digunakan. Baterai lithium-ion terdiri dari beberapa sel baterai yang terhubung satu sama lain, dan setiap sel berisi tiga bagian utama yaitu elektroda positif (katoda), elektroda negatif (anoda), dan elektrolit cair. Beberapa bahan yang digunakan sebagai katoda pada baterai lithium-ion antara lain LiCoO2, LiMn2O4, dan LiFePO4. Sementara itu, bahan yang umum digunakan sebagai anoda pada baterai lithium-ion adalah grafit atau karbon aktif.

Kembali ke penelitian yang diterbitkan di jurnal Joule, Indium mempercepat pengisian baterai karena karakteristik uniknya termasuk hambatan yang rendah dan kemudahan untuk menghantarkan arus. Kemampuan indium untuk memfasilitasi proses perpindahan elektron (difusi) dan kinetika reaksi permukaan yang lambat sangat penting untuk mencapai pengisian cepat dan penyimpanan energi jangka panjang.

blank
(Gambar kiri atas) Konfigurasi baterai lithium (gambar 2 di bawah) Proses pengujian baterai lithium dengan anoda paduan Indium

Inovasi penelitian ini terletak pada prinsip desain elektroda yang memungkinkan ion logam di anoda baterai (terdiri dari paduan Indium) untuk bergerak dengan bebas. Hal tersebut berkontribusi pada kestabilan dalam setiap siklus pengisian baterai. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja yang konsisten selama ribuan siklus dengan waktu pengisian yang cepat dan kurang dari 5 menit dengan kerapatan arus pengisian 40∼100 mA cm2. Dengan pengisian arus yang cepat tersebut, ketua tim peneliti yakni Lynden Archer menyampaikan melalui sciencedaily bahwa kita bisa mengisi ulang baterai mobil listrik kurang dari 5 menit.

blank
Setelah mengisi ulang dengan cepat pada baterai lithium baru tersebut, para peneliti mengamati bahwa anoda indiumnya memiliki deposisi elektroda lithium yang halus. Sementara itu material anoda lainnya dapat tumbuh dendrit yang memengaruhi kinerja baterai.

Semoga penelitian ini dapat terus dikembangkan sampai masuk dalam tahap produksi.

Referensi:

Shuo Jin, Xiaosi Gao, Shifeng Hong, Yue Deng, Pengyu Chen, Rong Yang, Yong Lak Joo, Lynden A. Archer. Fast-charge, long-duration storage in lithium batteriesJoule, 2024; DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.022

https://news.cornell.edu/stories/2024/01/fast-charging-lithium-battery-seeks-eliminate-range-anxiety, diakses pada 11 Februari 2024

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *