Sains & Teknologi

Teknologi Baru Menjamin Umur Baterai Mencapai Satu Juta Mil (1,6 Juta KM)

Bukan rahasia lagi bahwa Elon Musk, dalang di belakang Tesla dan SolarCity, bertaruh pada masa depan listrik untuk masyarakat kita. Tetapi baterai lithium-ion (Li-ion), komponen penting dari revolusi yang sedang berlangsung ini, mewakili hambatan menuju elektrifikasi total. Di antara banyak keterbatasan mereka, pemendekan umur setelah sejumlah siklus pengisian adalah tantangan yang jelas dan mendesak.

Dalam sebuah artikel baru-baru ini, sebuah tim ilmuwan di Universitas Dalhousie di Halifax, Kanada melaporkan penelitian mereka tentang desain baterai yang inovatif, yang didanai oleh Ilmu Pengetahuan Alam Kanada dan Dewan Penelitian Teknik (NSERC) dan Tesla.

Selama studi tiga tahun mereka, jenis baterai baru, yang disebut sel NMC532 / grafit, menjadi sasaran interogasi dengan berbagai siklus pengeluaran-muatan dan penyimpanan energi jangka panjang pada tiga suhu lingkungan yang berbeda. Data mereka menunjukkan bahwa baterai mampu memberi daya pada kendaraan listrik selama lebih dari 1 juta mil (atau 1,6 juta km)

Saat ini ada empat jenis baterai Li-ion: lithium-polymer, lithium besi fosfat (LiFePO 4 ), lithium mangan oksida ( LiMn2O4, Li 2 MnO 3, atau MLO), dan lithium nikel mangan oksida kobalt (LiNiMnCoO 2 atau NMC).

Apakah mereka digunakan di perangkat genggam atau EV, baterai Li-ion memiliki satu kesamaan: mereka kehilangan kapasitas pengisian dari waktu ke waktu, beberapa lebih cepat daripada yang lain. Sebagai contoh, baterai lithium-polimer, yang dapat ditemukan di banyak smartphone saat ini, dapat kehilangan hingga 20% dari kapasitas penampung listriknya setelah hanya 1000 siklus pengisian daya. (Jika di-charge sekali sehari, jumlah itu kurang dari tiga tahun penggunaan.)

Degradasi katoda sering menjadi penyebab utama pemendekan masa pakai baterai – aliran bolak-balik ion antara katoda dan anoda menyebabkan bahan katoda aus.

Penyebab lain yang terkenal adalah pembentukan kristal di dalam baterai. Dalam sebuah penelitian yang dilakukan di Brookhaven National Laboratory , para ilmuwan mengamati penumpukan kristal kecil di dalam saluran ion baterai Li-ion menggunakan mikroskop elektron transmisi (TEM).

Fenomena ini disebabkan oleh ketidaksempurnaan yang tidak dapat dicegah dalam anoda dan katoda baterai. Ketidaksempurnaan kecil ini dapat bertindak sebagai situs nukleasi untuk terbentuknya kristal.

Sel-sel NMC532 / grafit Tesla, seperti namanya, memiliki grafit buatan sebagai katoda, dan juga struktur kisi dirubah dari senyawa penyimpan energinya – lithium nikel mangan kobalt oksida.

Konfigurasi elektrokimia yang ditingkatkan ini memungkinkan baterai untuk bertahan lebih banyak siklus pengisian dengan terjadinya minimal kristal retak dan katoda terdegradasi.

Tidak mengherankan, desain inovatif ini sekarang telah menjadi teknologi milik Tesla, menurut laporan sebelumnya dari Wired .

Namun, kinerja baterai baru Tesla diterbitkan dalam Journal of Electrochemical Society oleh para peneliti Dalhousie.

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang baterai EV? Tonton video berikut dari Joe Scott.

Masa Hidup Sejati Baterai EV Akan Mengejutkan Anda (Joe Scott)

Sumber: Gizmodo