Inovasi Baterai Lithium-Ion oleh Peneliti POSTECH
Meningkatkan Densitas Energi dan Stabilitas
Sebuah lompatan besar telah dibuat oleh para peneliti di Pohang University of Science and Technology (POSTECH). Mereka berhasil mengembangkan baterai lithium-ion inovatif dengan partikel silikon mikro dan elektrolit polimer gel, yang secara signifikan meningkatkan densitas energi dan stabilitas. Keunggulan inovasi ini adalah menangani masalah ekspansi silikon, yang bisa menyebabkan kerusakan baterai. Hasilnya, baterai dapat digunakan pada mobil listrik dengan kehidupan dan efisiensi baterai yang lebih lama.
Pentingnya Teknologi Baterai untuk Mobil Listrik
Pada Consumer Electronics Show (CES) 2024, teknologi baterai menjadi sorotan utama karena menjadi kunci untuk inovasi-inovasi lain seperti kecerdasan buatan (AI) dan perawatan kesehatan. Penggunaan teknologi baterai sangat mendukung efisiensi daya yang lebih besar, terutama dalam pengembangan mobil listrik.
Target Penelitian untuk Kendaraan Listrik lebih Efisien
Saat ini, mobil listrik dapat melakukan perjalanan sekitar 700 km dengan sekali pengisian daya, namun para peneliti sedang mencari cara untuk meningkatkannya hingga 1.000 km. Untuk mencapai target tersebut, para peneliti sedang menjajaki penggunaan silikon sebagai bahan anoda dalam baterai lithium-ion untuk mobil listrik.
Menaklukkan Tantangan dengan Inovasi Teknologi Baterai Berbasis Silikon
Peneliti di Pohang University of Science and Technology (POSTECH) telah berhasil mengembangkan baterai lithium-ion generasi berikutnya dengan harga terjangkau dan sistem yang kuat berdasarkan partikel silikon mikro dan elektrolit polimer gel. Meskipun penggunaan silikon sebagai bahan baterai memberikan potensi yang besar, namun tantangan penggunaannya dalam kehidupan praktis masih menjadi misteri yang perlu dipecahkan.
Itulah yang dibawa oleh Professor Soojin Park, PhD candidate Minjun Je, dan Dr. Hye Bin Son dari Departemen Kimia POSTECH. Mereka telah berhasil mengembangkan baterai lithium-ion yang memiliki densitas energi tinggi dengan harga terjangkau. Hasil penelitian ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Advanced Science.
Penelitian Mempertimbangkan Tantangan dengan Bahan Silikon
Silikon sebagai bahan baterai memiliki tantangan tersendiri karena silikon berkembang lebih dari tiga kali lipat selama pengisian daya dan kemudian menyusut kembali ke ukuran aslinya saat pengosongan, mempengaruhi efisiensi baterai. Penggunaan silikon ukuran nano sebagian mengatasi masalah ini, namun proses produksi yang kompleks dan mahal membuatnya menjadi pilihan yang sulit untuk diimplementasikan.
Inovasi dengan Elektrolit Polimer Gel
Tim penelitian menerapkan elektrolit polimer gel untuk mengembangkan baterai sistem bahan silikon. Elektrolit dalam baterai lithium-ion adalah komponen penting yang memfasilitasi pergerakan ion antara katoda dan anoda. Perbedaannya dengan elektrolit cair konvensional, elektrolit gel ada dalam bentuk padat atau gel, yang ditandai oleh struktur polimer elastis yang memiliki stabilitas yang lebih baik.
Meningkatkan kinerja Baterai dengan Partikel Silikon Mikro
Bergantung pada kekuatan elektronik, tim penelitian menerapkan pembentukan ikatan kovalen antara partikel silikon mikro dan elektrolit gel. Ikatan ini memecahkan stres internal yang disebabkan oleh ekspansi volume selama pengoperasian baterai lithium-ion, mengurangi perubahan volume silikon mikro, dan meningkatkan stabilitas struktural. Hasilnya mengejutkan: baterai menunjukkan kinerja yang stabil bahkan dengan partikel silikon mikro yang lebih besar dibandingkan yang digunakan dalam anoda silikon nano tradisional. Selain itu, sistem silikon-elektrolit gel yang dikembangkan oleh tim penelitian menunjukkan konduktivitas ion yang sama dengan baterai konvensional menggunakan elektrolit cair, dengan peningkatan densitas energi sekitar 40%.
Profesor Soojin Park menekankan: “Kami menggunakan anoda silikon mikro, dan baterai kami sangat stabil. Penelitian ini mendekatkan kita pada sistem baterai lithium-ion dengan densitas energi tinggi yang nyata”.
Reference: “Formulating Electron Beam-Induced Covalent Linkages for Stable and High-Energy-Density Silicon Microparticle Anode” oleh Minjun Je, Hye Bin Son, Yu Jin Han, Hangeol Jang, Sungho Kim, Dongjoo Kim, Jieun Kang, Jin-Hyeok Jeong, Chihyun Hwang, Gyujin Song, Hyun-Kon Song, Tae Sung Ha, and Soojin Park, tanggal 17 Januari 2024, Advanced Science.
DOI: 10.1002/advs.202305298
Penelitian ini dilakukan dengan dukungan dari Independent Researcher Program of the National Research Foundation of Korea.
Ringkasan
Pada Consumer Electronics Show (CES) 2024, teknologi baterai menjadi perubahan permainan yang memungkinkan efisiensi daya. Baterai teknologi inilah yang menjadi fokus pengaplikasiannya pada kendaraan listrik. Saat ini, kendaraan listrik dapat melakukan perjalanan sejauh 700 km dengan sekali pengisian, sementara peneliti terus mengejar target jangkauan baterai sejauh 1.000 km. Namun, penggunaan material silikon sebagai bahan anoda dalam baterai lithium-ion untuk kendaraan listrik masih menjadi sebuah puzzle yang sedang dipecahkan oleh peneliti.
Namun, Profesor Soojin Park, Minjun Je, dan Dr. Hye Bin Son dari Departemen Kimia Pohang University of Science and Technology (POSTECH) telah berhasil mengembangkan baterai Li-ion generasi mendatang dengan menggunakan partikel silikon mikro dan elektrolit polimer gel, menghasilkan baterai dengan kepadatan energi yang tinggi dan stabil. Bagaimana pandangan Anda tentang perkembangan teknologi baterai yang mendorong efisiensi kendaraan listrik? Apakah menurut Anda penggunaan silikon dalam baterai merupakan langkah maju yang signifikan? Berikan pendapat Anda di kolom komentar di bawah!
Jika tertarik, Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang penelitian ini melalui referensi: Je, Minjun, Hye Bin Son, Yu-Jin Han, Hangeol Jang, Sungho Kim, Dongjoo kim, Jieun Kang, Jin-Hyeok Jeong, Chihyun Hwang, Gyujin Song, Hyun-Kon Song, Tae Sung Ha dan Soojin Park. “Formulating Electron Beam-Induced Covalent Linkages for Stable and High-Energy-Density Silicon Microparticle Anode”. Advanced Science. 17 January 2024. DOI: 10.1002/advs.202305298.
Sumber berita silahkan Cek di sini Source link . jangan lupa baca berita/artikel terkait melalui link di bawah. dan silahkan cek artikel otomotif dari otomotif.autos sekarang di : artikel otomotif
