Peneliti dari Universitas Tianjin, China, berhasil mengembangkan baterai logam litium dengan kapasitas penyimpanan energi yang dua kali lipat lebih besar dibandingkan dengan baterai kendaraan listrik milik Tesla. Terobosan ini mengguncang industri baterai dan kendaraan listrik dengan menghadirkan kepadatan energi lebih dari 600 wattjam per kilogram, jauh melampaui standar teknologi saat ini.
Baterai kendaraan listrik Tesla selama ini dikenal memiliki kepadatan energi sekitar 300 wattjam per kilogram, sementara baterai Blade buatan perusahaan BYD memiliki kepadatan energi sekitar 150 wattjam per kilogram. Dengan demikian, inovasi dari tim ilmuwan China ini menunjukkan peningkatan lebih dari 200%, memberikan peluang revolusi dalam kapasitas dan efisiensi baterai listrik.
Inovasi Elektrolit dan Lingkungan Solvasi
Kunci keberhasilan peningkatan kapasitas baterai ini terletak pada desain ulang lingkungan solvasi ion litium dalam elektrolit baterai. Pada model baterai konvensional, struktur solvasi ion litium memberikan hambatan pada kinerja baterai, membatasi transfer ion dan menurunkan umur pakai baterai.
Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Nature, para peneliti memperkenalkan elektrolit baru bernama delocalised electrolyte. Elektrolit ini memiliki mikro lingkungan solvasi yang terdelokalisasi dan lebih tidak beraturan sehingga mengurangi hambatan dalam transportasi ion. Kondisi ini sekaligus meningkatkan stabilitas elektrolit sehingga memperpanjang umur siklus baterai.
Selain itu, desain elektrolit yang lebih heterogen ini memungkinkan ion litium bergerak lebih bebas dan dinamis. Faktor ini sangat penting untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan energi sekaligus menjaga daya tahan baterai saat pengisian ulang.
Kinerja Baterai dan Daya Tahan
Ketika diuji pada sel pouch baterai logam litium berkapasitas tinggi, baterai ciptaan ini berhasil mencapai kepadatan energi sebesar 604,2 wattjam per kilogram. Angka ini menandai rekor baru dalam pengembangan baterai litium, yang jauh melampaui batas kinerja baterai kendaraan listrik saat ini.
Selain kapasitas energi yang tinggi, baterai ini juga menunjukkan kemampuan untuk mempertahankan siklus pengisian ulang lebih dari 100 kali dengan stabilitas yang tetap terjaga. Hal ini penting untuk memastikan baterai tidak hanya kuat menyimpan energi tetapi juga tahan lama dalam penggunaannya.
Dampak pada Industri Kendaraan Listrik
Kepadatan energi baterai merupakan faktor utama dalam menentukan ukuran, berat, dan performa kendaraan listrik. Semakin tinggi kepadatan energi, semakin kecil dan ringan baterai yang bisa dipasang pada kendaraan, sehingga meningkatkan jarak tempuh sekaligus mengurangi beban kendaraan.
Terobosan yang dilakukan oleh Universitas Tianjin ini dapat mengubah paradigma desain baterai kendaraan listrik masa depan. Dengan kapasitas yang lebih besar, produsen kendaraan dapat menciptakan model yang lebih efisien dan ekonomis tanpa mengorbankan performa.
Tantangan dan Peluang
Meski memiliki potensi besar, inovasi ini masih harus melalui tahap pengujian dan komersialisasi yang ketat. Keamanan, biaya produksi, dan penerimaan pasar menjadi faktor kunci dalam mengaplikasikan baterai ini secara luas.
Namun, dengan respons positif dari komunitas ilmiah dan industri, penemuan ini bisa segera menjadi landasan bagi pengembangan baterai generasi berikutnya yang lebih efisien dan andal.
Sebagai tambahan, kemajuan teknologi baterai tersebut membuka peluang baru untuk berbagai aplikasi teknologi energi terbarukan di luar kendaraan listrik, seperti penyimpanan energi untuk jaringan listrik pintar dan perangkat portabel berkapasitas tinggi. Dengan demikian, inovasi ini tidak hanya meningkatkan teknologi kendaraan listrik tetapi juga memperluas cakupan pemanfaatan energi berkelanjutan di masa depan.
