Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Katoda Kaya Nikel Perkuat Baterai All-Solid-State Masa Depan

06 Mar 2025, 21.13 WIB

151 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Katoda berbasis nikel memiliki potensi besar untuk meningkatkan kinerja baterai solid-state.
Degradasi kapasitas adalah tantangan utama yang harus diatasi untuk meningkatkan umur baterai.
Penelitian yang dilakukan di Hanyang University menunjukkan kemajuan signifikan dalam desain katoda untuk baterai yang lebih aman dan efisien.

Dalam era di mana perangkat elektronik dan kendaraan listrik membutuhkan kinerja baterai yang lebih baik, para ilmuwan sedang berusaha mengembangkan baterai yang lebih tahan lama, cepat mengisi daya, dan menyimpan lebih banyak energi. Salah satu solusi yang menjanjikan adalah baterai all-solid-state (ASSB), yang menggunakan elektrolit padat alih-alih cair, sehingga mengurangi risiko kebakaran dan meningkatkan kapasitas penyimpanan energi. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa katoda yang kaya nikel (Ni) dapat meningkatkan kinerja baterai, meskipun ada tantangan seperti penurunan kapasitas seiring waktu akibat kerusakan pada antarmuka katoda-elektrolit.

Para peneliti di Universitas Hanyang, Korea Selatan, telah melakukan studi untuk memahami bagaimana kadar nikel dalam katoda mempengaruhi degradasi baterai. Mereka menemukan bahwa katoda dengan 80% nikel mengalami kerusakan permukaan, sementara katoda dengan kadar nikel lebih tinggi (85% atau lebih) mengalami isolasi partikel dan pemisahan dari elektrolit. Dengan pengetahuan ini, mereka mengembangkan katoda nikel yang dimodifikasi dengan desain kolumnar yang meningkatkan stabilitas. Hasilnya, katoda baru ini dapat mempertahankan 80,2% kapasitas awal setelah 300 siklus pengisian, yang merupakan langkah penting menuju baterai ASSB yang lebih andal dan aman.

--------------------

Analisis Kami: Penelitian ini memberikan landasan penting untuk mengatasi salah satu tantangan terbesar ASSB, yaitu degradasi katoda kaya nikel, melalui pendekatan desain yang inovatif. Namun, implementasi komersial masih memerlukan pengujian jangka panjang dan penyempurnaan agar dapat memenuhi kebutuhan pasar secara luas.

--------------------

Analisis Ahli:

John Goodenough: Inovasi pada material katoda sangat penting untuk memajukan teknologi baterai solid-state, dan pendekatan penelitian seperti ini adalah langkah yang menjanjikan untuk mempercepat adopsi teknologi tersebut.

Yet-Ming Chiang: Mengurangi degradasi interfase sangat krusial bagi stabilitas baterai, dan desain kolom yang diusulkan menunjukkan potensi signifikan untuk mengatasi hambatan praktis dalam pengembangan baterai berenergi tinggi.

--------------------

What's Next: Dengan adanya desain dan pemahaman baru terhadap katoda kaya nikel, baterai all-solid-state akan menjadi lebih andal dan banyak digunakan di masa depan sebagai solusi utama untuk kendaraan listrik dan perangkat elektronik ramah lingkungan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/solid-state-battery-issue

Pertanyaan Terkait

Apa itu baterai solid-state?

Baterai solid-state adalah jenis baterai yang menggunakan elektrolit padat alih-alih cair, meningkatkan keamanan dan kapasitas penyimpanan energi.

Mengapa katoda berbasis nikel dianggap menjanjikan untuk baterai?

Katoda berbasis nikel dianggap menjanjikan karena dapat meningkatkan densitas energi baterai secara signifikan.

Apa tantangan utama yang dihadapi katoda nikel?

Tantangan utama yang dihadapi katoda nikel adalah degradasi kapasitas yang disebabkan oleh reaksi kimia di antarmuka katoda-elektrolit dan perubahan struktur dalam katoda.

Bagaimana penelitian di Hanyang University berkontribusi pada pengembangan baterai?

Penelitian di Hanyang University berkontribusi pada pengembangan baterai dengan mengidentifikasi faktor-faktor yang menyebabkan degradasi dan merancang katoda baru yang lebih stabil.

Apa hasil dari pengujian katoda baru yang dirancang oleh peneliti?

Hasil pengujian menunjukkan bahwa katoda baru dapat mempertahankan 80,2% dari kapasitas awal setelah 300 siklus pengisian.