1 day ago
3
TEMPO.CO, Jakarta - Baterai memiliki banyak jenisnya. Salah satunya baterai yang bisa diisi ulang seperti smartphone, komputer, maupun laptop. Tetapi, baterai jenis ini memiliki kelemahannya, yaitu daya tahannya akan kian menurun seiring pemakaiannya.
Misalnya, baterai smartphone akan dilanda penurunan performa jika diisi ulang berkali-kali dalam pemakaian bertahun-tahun. Jika seperti itu, baterai ponsel akan drop hingga mencapai 80-90 persen dan tidak bisa mencapai 100 persen jika diisi ulang.
Dilansir dari National Accelerator Laboratory SLAC-Stanford Battery Center, para peneliti telah menemukan cara merevitalisasi baterai litium yang bisa diisi ulang dan berpotensi meningkatkan jangkauan kendaraan listrik serta masa pakai baterai pada elektronik generasi berikutnya.
Sebelumnya, banyak penelitian yang mencari cara untuk membuat baterai isi ulang dengan bobot lebih ringan, masa pakai yang lebih lama, keamanan yang lebih baik, bahkan kecepatan pengisian yang lebih cepat daripada teknologi litium-ion yang saat ini ramai digunakan pada ponsel, laptop dan kendaraan listrik.
Fokus penelitian ini adalah pengembangan baterai litium-metal yang bisa menyimpan lebih banyak energi per volume atau berat. Misalnya, pada mobil listrik, baterai generasi berikutnya yang kemungkinan akan meningkatkan lebih sedikit ruang bagasi. Tapi kedua jenis baterai tersebut yang menggunakan ion litium bermuatan positif yang bergerak maju mundur di antara elektroda.
Dengan berjalannya waktu, sebagian litium metalik ini nantinya akan menjadi tidak aktif secara elektrokimia dan membentuk pulau-pulau litium yang terisolasi. Pulau litium ini tidak lagi terhubung dengan elektroda. Hal ini bisa mengakibatkan hilangnya kapasitas dan merupakan masalah khusus untuk teknologi litium-logam dan pengisian cepat baterai litium-ion.
Peneliti pascadoktoral di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi dan Universitas Stanford, Fang Liu dan timnya berhasil menemukan cara untuk revitalisasi baterai litium tersebut. Saat baterai litium berputar, baterai akan mengumpulkan pulau-pulau kecil hitam kecil litium yang tidak aktif dan terputus dari elektroda, sehingga mengurangi kapasitas baterai untuk menyimpan muatan.
Fang Liu beserta timnya menemukan bahwa mereka dapat membuat litium yang ‘mati’ tadi menjadi hidup kembali seperti cacing yang menuju salah satu elektroda, sehingga terhubung kembali. Alhasil, sebagian membalikkan proses yang tidak diinginkan. Menambahkan langkah ekstra ini memperlambat degradasi baterai uji mereka dan meningkatkan masa pakainya hampir 30 persen.
“Kami sekarang tengah menjajaki kemungkinan pemulihan kapasitas yang hilang pada baterai lithium-ion menggunakan langkah pengosongan daya yang sangat cepat,” kata peneliti pascadoktoral Stanford, Fang Liu.
Liu menyebutkan bahwa ide dari penelitiannya ini lahir ketika dirinya dan peneliti yang juga Profesor di Stanford dan SLAC, Yi Cui, berspekulasi bahwa pemberian tegangan pada katoda dan anoda baterai bisa membuat pulau litium yang terisolasi bergerak secara fisik di antara elektroda.
Ini adalah sebuah proses yang kini telah dikonfirmasi oleh timnya melalui eksperimen mereka. "Saya selalu menganggap litium yang terisolasi itu buruk, karena dapat menyebabkan baterai membusuk dan bahkan terbakar," kata Yi Cui.
Selanjutnya, mereka menemukan bahwa pulau litium yang terisolasi itu tidak ‘mati’ sama sekali, melainkan merespons operasi baterai. Saat mengisi daya sel, pulau itu perlahan bergerak ke arah katoda. Lalu, saat melepaskan muatan maka pulau itu merayap ke arah yang berlawanan.
Yi Cui menambahkan, dalam penemuan ini, pulau litium ini seperti cacing yang sangat lambat dalam menggerakkan kepalanya ke depan dan menarik ekornya untuk bergerak nanometer demi nanometer.
“Dalam kasus ini, ia bergerak dengan cara melarutkan di satu ujung dan menyimpan material di ujung lainnya. Jika kita dapat terus menggerakkan cacing litium, ia akhirnya akan menyentuh anoda dan membangun kembali sambungan listrik,” tuturnya.
Melalui penelitian yang dilakukan ilmuwan di Stanford ini, hasilnya yang juga divalidasi para ilmuwan dengan baterai uji lain dan melalui simulasi komputer, juga menunjukkan bagaimana litium yang terisolasi dapat dipulihkan dalam baterai nyata dengan memodifikasi protokol pengisian daya.
