Para peneliti di Universitas Maryland telah menemukan metode sederhana untuk memperpanjang umur baterai lithium-ion secara signifikan, sebuah teknologi inti yang menggerakkan segala sesuatu mulai dari ponsel pintar hingga kendaraan listrik. Kuncinya adalah penyesuaian kimia halus yang mendorong pembentukan lapisan pelindung pada katoda baterai—sesuatu yang sebelumnya dianggap sangat sulit.
Masalah Baterai Lithium-Ion
Baterai lithium-ion menurun seiring waktu karena kerusakan kimiawi di dalam elektrolit, cairan yang memungkinkan ion berpindah antar elektroda. Saat ini, lapisan pelindung terbentuk secara alami pada anoda negatif, menstabilkannya. Namun katoda positif, yang beroperasi dalam kondisi yang lebih reaktif, biasanya mengalami degradasi lebih cepat karena elektrolit terurai sebelum lapisan pelindung yang stabil dapat terbentuk. Ini membatasi umur panjang dan kinerja baterai.
Solusi: Penguraian Elektrolit Terpandu
Tim yang dipimpin oleh Chunsheng Wang, menggunakan reaksi yang dipinjam dari kimia organik untuk “memandu” penguraian elektrolit. Alih-alih degradasi acak, elektrolit yang diubah terurai secara terkendali, membangun lapisan pelindung yang stabil pada katoda. Lapisan ini melindungi katoda dari kerusakan lebih lanjut, sehingga secara signifikan meningkatkan masa pakai.
“Dengan memandu bagaimana elektrolit terurai pada tingkat molekuler, kami dapat mengontrol secara tepat lapisan pelindung yang terbentuk pada katoda,” jelas Xiyue Zhang, peneliti pascadoktoral pada proyek tersebut.
Performa Merdu: Kekuatan vs. Umur Panjang
Yang terpenting, pendekatan ini bukanlah solusi universal. Lapisan yang dihasilkan dapat disetel. Lapisan yang lebih tebal berarti perlindungan lebih besar dan masa pakai lebih lama, ideal untuk aplikasi yang mengutamakan stabilitas. Lapisan yang lebih tipis memungkinkan reaksi elektrokimia lebih cepat, memaksimalkan daya dan keluaran energi. Fleksibilitas ini berarti baterai dapat dioptimalkan untuk kebutuhan spesifik.
Implikasi di Dunia Nyata
Para ahli yakin perubahan ini dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam proses pembuatan baterai yang ada. Michel Armand, dari CIC energiGUNE, sebuah pusat penelitian penyimpanan energi di Spanyol, menekankan penggunaan “prosedur kimia yang sudah mapan”, yang menunjukkan bahwa keselamatan dan skalabilitas tidak boleh menjadi hambatan utama.
Peningkatan pasti dalam masa pakai baterai masih harus ditentukan melalui pengujian lebih lanjut, namun Wang optimis. “Ini adalah perubahan yang relatif mudah terhadap baterai yang ada,” katanya, menyiratkan jalur realistis menuju penerapan di tingkat konsumen setelah evaluasi keselamatan menyeluruh.
Penyesuaian bahan kimia ini mewakili langkah sederhana namun berpotensi transformatif menuju penyimpanan energi yang lebih tahan lama dan efisien, mengatasi keterbatasan utama teknologi lithium-ion saat ini.
