Ilmuwan China Pecahkan Tantangan Kunci dalam Baterai Lithium Padat

Ilmuwan Cina telah mengembangkan interfase adaptif sendiri dalam baterai lithium padat yang mempertahankan kontak erat antara anoda logam lithium dan elektrolit padat tanpa tekanan eksternal, sebuah terobosan yang secara tegas mengatasi hambatan utama menuju komersialisasi.

Temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Sustainability.

Metode tradisional membutuhkan tekanan konstan dari peralatan eksternal yang besar, membuat baterai terlalu besar dan berat untuk digunakan secara praktis.

Peneliti dari Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Cina (CAS), Institut Teknologi dan Teknik Material Ningbo CAS, dan Universitas Sains dan Teknologi Huazhong menemukan bahwa kontak antara elektroda lithium dan elektrolit padat sulfida dalam baterai lithium padat tidak ideal, dengan banyak pori-pori kecil dan retakan. Masalah-masalah ini tidak hanya mempersingkat umur baterai tetapi juga dapat menimbulkan risiko keselamatan.

Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti memperkenalkan ion iodida ke dalam elektrolit padat sulfida. Selama operasi baterai, ion-ion iodida ini bergerak ke antarmuka elektroda di bawah medan listrik, membentuk antarmuka kaya iodin.

Antarmuka ini dapat menarik ion lithium secara aktif, mengisi semua celah dan pori-pori secara otomatis seperti penyembuhan diri, sehingga mempertahankan kontak erat antara elektroda dan elektrolit.

Baterai prototipe yang disiapkan berdasarkan teknologi ini telah menunjukkan kinerja stabil dan luar biasa bahkan setelah ratusan siklus pengisian-pengosongan di bawah kondisi uji standar, jauh melampaui tingkat baterai serupa yang ada.

Teknologi ini dapat memungkinkan baterai masa depan dengan kepadatan energi melebihi 500 Wh/kg, potensial meningkatkan umur baterai perangkat elektronik setidaknya dua kali lipat, kata Huang Xuejie dari Institut Fisika, salah satu penulis koresponden makalah tersebut.

Terobosan ini akan mempercepat pengembangan baterai lithium padat dengan kepadatan energi tinggi, yang diperkirakan akan memainkan peran penting dalam robot humanoid, penerbangan listrik, kendaraan listrik, dan bidang lainnya, menyediakan solusi energi yang lebih aman dan efisien, kata Huang.

Penelitian ini secara fundamental memecahkan masalah hambatan kunci yang menghambat komersialisasi baterai all-solid-state, menandai langkah tegas menuju penerapan praktisnya, catat Wang Chunsheng, pakar baterai solid-state di University of Maryland.

Sumber: