Peneliti Tiongkok telah mencapai terobosan dalam teknologi baterai kendaraan listrik (EV), dengan mengembangkan apa yang mereka klaim sebagai baterai semi-solid pertama di dunia yang mampu menghasilkan jangkauan melebihi 620 mil (1.000 kilometer) dengan sekali pengisian daya. Kemajuan ini, yang dipelopori oleh para ilmuwan di Universitas Nankai di Tianjin, menandai langkah signifikan dalam mengatasi keterbatasan baterai lithium-ion saat ini dan mempercepat penerapan kendaraan listrik jarak jauh.
Peningkatan Penting dalam Kepadatan dan Keamanan Energi
Baterai baru ini menawarkan kepadatan energi lebih dari 500 watt-jam per kilogram, peningkatan sebesar 30% dibandingkan dengan baterai lithium-ion terkemuka yang biasanya menawarkan sekitar 300 Wh/kg. Kepadatan energi yang lebih tinggi menghasilkan jangkauan yang lebih luas tanpa menambah bobot atau jumlah yang berlebihan. Di luar jangkauan, desain semi-solid mengatasi masalah keamanan utama yang terkait dengan baterai tradisional.
Berbeda dengan elektrolit cair yang mudah terbakar yang ditemukan dalam sel litium-ion, elektrolit padat tidak mudah terbakar, sehingga sangat mengurangi risiko pelepasan panas yang sangat dahsyat. Struktur padatnya juga mengurangi pembentukan dendrit – pertumbuhan paku logam yang menyebabkan korsleting dan degradasi – sehingga memperpanjang masa pakai baterai. Waktu pengisian daya yang lebih cepat juga merupakan keuntungan potensial, karena elektrolit padat dapat memfasilitasi konduktivitas ion yang lebih tinggi.
Desain Hibrida untuk Peningkatan Kinerja
Baterai ini menggunakan katoda mangan kaya litium yang dipasangkan dengan sistem elektrolit padat-cair hibrid. Pendekatan hibrid ini menggabungkan stabilitas arsitektur solid-state dengan elektrolit komposit “pembasahan super”, memaksimalkan kontak antar material dan meningkatkan konduktivitas ionik. Penggunaan teknologi lithium anode juga bertujuan untuk menurunkan biaya produksi dengan menyederhanakan proses produksi.
Meskipun baterai mencapai 500 Wh/kg pada tingkat sel, kepadatan paket penuh saat ini 288 Wh/kg – memperhitungkan komponen penting seperti sistem pendingin, kabel, dan fitur keselamatan. Pengurangan ini biasa terjadi pada paket baterai EV di dunia nyata. Para peneliti memperkirakan iterasi di masa depan akan melebihi 340 Wh/kg dan mencapai total kapasitas 200 kWh, sehingga berpotensi memperluas jangkauan lebih dari 1.000 mil (1.600 km).
Implikasi dan Verifikasi Industri
Perkembangan ini merupakan hasil kolaborasi antara Nankai University dan anak perusahaan baterai China FAW Group, CANEB. Meskipun saat ini belum diverifikasi oleh tinjauan sejawat independen, karya ini menunjukkan kemajuan pesat teknologi baterai solid-state mulai dari pengaturan laboratorium hingga pengujian di dunia nyata.
Jangkauan rata-rata kendaraan listrik pada tahun 2024 adalah 283 mil, dengan jangkauan 512 mil dari Lucid Air yang memimpin pasar. Baterai sepanjang 1.000 mil akan membentuk kembali lanskap EV.
Pencapaian ini patut dicatat mengingat kondisi industri saat ini; jangkauan tertinggi yang tersedia saat ini masih lebih dari 500 mil, dan peningkatan pada baterai kendaraan listrik sangat penting untuk adopsi yang lebih luas. Jarak tempuh yang lebih jauh mengatasi hambatan utama dalam kepemilikan kendaraan listrik, khususnya untuk perjalanan jarak jauh.
Teknologi ini memiliki potensi untuk mendefinisikan kembali kinerja, keselamatan, dan jangkauan kendaraan listrik, dan pengembangan lebih lanjut akan sangat penting untuk dipantau.
