Ilmuwan Temukan Solusi Masalah Utama Baterai Solid-State, Revolusi Mobil Listrik Kian Dekat!

Nesabamedia—Baterai All-Solid-State telah lama dijuluki sebagai ‘harta karun’ teknologi penyimpanan energi masa depan, terutama untuk kendaraan listrik (EV).

Baterai jenis ini menjanjikan jarak tempuh dua kali lipat dan tingkat keamanan yang jauh lebih baik dibanding baterai cair konvensional. Kini, sebuah tim ilmuwan China mengumumkan terobosan yang berhasil mengatasi hambatan terbesar menuju komersialisasi teknologi ini.

Tim peneliti dari Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS) berhasil mengembangkan sebuah mekanisme antarmuka yang mampu menyembuhkan diri sendiri (Self-Adaptive Interphase) dalam baterai litium All-Solid-State.

Penemuan krusial ini diklaim menyelesaikan masalah kontak erat antara elektrode dan elektrolit padat, yang selama ini menjadi penghalang utama bagi produksi massal.

Mengapa Baterai Solid-State Begitu Diimpikan?

Saat ini, mayoritas mobil listrik dan perangkat elektronik menggunakan baterai litium-ion yang mengandalkan elektrolit cair. Meskipun sudah mumpuni, baterai cair memiliki dua kelemahan fatal:

• Risiko Keamanan: Elektrolit cair mudah terbakar pada suhu tinggi atau jika terjadi kerusakan, sering kali menyebabkan kasus kebakaran.
• Keterbatasan Kepadatan Energi: Kapasitas energi yang bisa disimpan per kilogram baterai terbatas, yang secara langsung membatasi jarak tempuh (jarak tempuh mobil listrik) dan daya tahan perangkat elektronik.

Baterai Solid-State mengganti elektrolit cair yang berbahaya dengan material padat. Perubahan ini membawa janji:

• Keamanan Ekstrem: Tidak mudah terbakar, bahkan saat tertusuk atau rusak.
• Kepadatan Energi Tinggi: Berpotensi menyimpan energi dua kali lipat dalam ukuran yang sama.
• Pengisian Daya Lebih Cepat: Struktur padat memungkinkan pengisian daya yang lebih efisien.

Momok Utama: Celah & Retakan yang Memperpendek Usia

Meski konsep Solid-State brilian, implementasinya di dunia nyata penuh tantangan. Masalah utama yang dihadapi para ilmuwan adalah bagaimana menjaga kontak yang erat dan stabil antara anode logam litium dan elektrolit padat saat baterai sedang beroperasi.

Para peneliti menemukan bahwa kontak antara kedua komponen ini masih belum ideal. Selama pengoperasian baterai, sering kali terbentuk pori-pori dan retakan kecil di area antarmuka.

Solusi China: Material ‘Penyembuh Diri’ yang Ajaib

Tim ilmuwan China berhasil memecahkan teka-teki ini dengan memperkenalkan pendekatan baru: Self-Adaptive Interphase atau antarmuka yang dapat beradaptasi secara mandiri.

Inti dari terobosan ini adalah penambahan ion iodida ke dalam elektrolit padat sulfida. Begini cara kerjanya:

1. Implantasi Ion: Ion iodida disisipkan ke dalam material elektrolit padat.
2. Pergerakan Aktif: Saat baterai dioperasikan, ion iodida tersebut secara otomatis bergerak ke antarmuka elektrode di bawah pengaruh medan listrik.
3. Membentuk Lapisan Kaya Iodin: Ion-ion tersebut membentuk lapisan antarmuka yang kaya iodin.
4. Aksi Self-Healing: Lapisan kaya iodin ini memiliki kemampuan untuk secara aktif menarik ion litium. Fungsi ini memungkinkan lapisan tersebut secara otomatis mengisi semua celah dan pori-pori yang terbentuk, seperti proses menyembuhkan diri sendiri.

Terobosan ini diperkirakan akan mempercepat pengembangan dan penerapan praktis baterai solid-state di berbagai bidang, mulai dari kendaraan listrik, Robot Humanoid, hingga penerbangan listrik. China sekali lagi memimpin perlombaan global menuju solusi energi yang lebih aman dan efisien.