Courtesy of InterestingEngineering

Busa Timah Berpori, Solusi Baru untuk Baterai Lithium Lebih Tahan Lama dan Berkapasitas Tinggi

25 Feb 2025, 18.09 WIB

271 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Foam timah dapat mengurangi stres mekanik pada elektroda timah selama pengisian.
Teknologi ini menawarkan kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan elektroda grafit tradisional.
Pengembangan foam timah dapat memberikan solusi yang lebih ekonomis untuk baterai lithium-ion.

Baterai lithium-ion sangat penting untuk teknologi modern, seperti mobil listrik dan smartphone. Saat ini, baterai ini menggunakan elektroda grafit, yang memiliki kapasitas penyimpanan terbatas. Para ilmuwan sedang mencari alternatif yang lebih baik, seperti elektroda berbasis logam, salah satunya timah. Namun, timah mengalami pembengkakan saat mengisi daya, yang dapat merusak dan memperpendek umur baterai. Peneliti dari Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) menemukan bahwa busa timah yang sangat berpori dapat mengurangi stres mekanis saat pengisian daya, sehingga membuatnya menjadi alternatif yang menjanjikan.

Busa timah ini memiliki struktur dengan lubang-lubang kecil yang saling terhubung, yang memungkinkan elektroda menyerap ekspansi ion lithium dengan lebih baik. Penelitian menunjukkan bahwa stres mekanis pada busa timah saat mengembang jauh lebih rendah dibandingkan dengan elektroda timah biasa. Meskipun busa timah lebih mahal daripada timah konvensional, ia menawarkan kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi dan bisa menjadi pilihan yang lebih ekonomis dibandingkan dengan teknik nanostruktur yang mahal. Temuan ini dapat meningkatkan baterai lithium-ion, memberikan kapasitas lebih tinggi, umur lebih panjang, dan biaya yang lebih rendah.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/lithium-battery-swelling-solved-with-innovative-tin-foam-for-higher-capacity-life

Analisis Ahli

Francisco Garcia-Moreno

"Busa timah pori mikrometer yang kami kembangkan dapat menyerap ekspansi ion lithium dengan efisien sehingga mengurangi stres mekanis dan memperpanjang umur elektroda."

Dr. Bouchra Bouabadi

"Penggunaan pencitraan sinar-X real-time memberi gambaran rinci tentang dinamika perubahan struktural elektroda timah selama pengisian, membuka jalan bagi desain material baterai yang lebih kuat."

Analisis Kami

"Pengembangan busa timah ini sangat penting karena mengatasi masalah utama elektroda logam yang selama ini sulit diatasi, yakni pembengkakan dan kerusakan struktural. Jika teknologi ini berhasil dikomersialisasi, bisa membawa revolusi dalam penyimpanan energi baterai dengan kapasitas lebih besar dan biaya yang lebih efisien."

Prediksi Kami

Teknologi busa timah berpori kemungkinan akan menjadi solusi populer di industri baterai lithium-ion, menggantikan elektroda grafit dan nanostruktur mahal sambil meningkatkan performa dan daya tahan baterai masa depan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus penelitian di Helmholtz-Zentrum Berlin?

Fokus penelitian di Helmholtz-Zentrum Berlin adalah mengembangkan elektroda timah yang lebih baik untuk baterai lithium-ion.

Mengapa timah dianggap sebagai alternatif untuk elektroda baterai?

Timah dianggap sebagai alternatif karena kapasitas penyimpanannya hampir tiga kali lipat dari grafit.

Apa masalah utama yang dihadapi elektroda timah saat ini?

Masalah utama yang dihadapi elektroda timah adalah pembengkakan saat pengisian yang dapat merusak struktur dan memperpendek umur pakai.

Bagaimana struktur foam timah membantu mengurangi stres mekanik?

Struktur foam timah membantu mengurangi stres mekanik dengan memungkinkan ekspansi lithium diserap lebih efektif.

Apa keuntungan ekonomi dari teknologi foam timah?

Keuntungan ekonomi dari teknologi foam timah adalah meskipun lebih mahal, ia menawarkan alternatif yang lebih murah dibandingkan nanostruktur dan meningkatkan kapasitas penyimpanan.