Courtesy of InterestingEngineering

Pendekatan Hibrid LLZO Tingkatkan Baterai Lithium Metal Padat Masa Depan

20 Mar 2025, 22.29 WIB

124 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Desain hibrida baterai lithium metal dapat meningkatkan densitas energi dan fleksibilitas.
LLZO memiliki potensi tetapi juga tantangan signifikan dalam hal biaya dan produksi.
Studi ini menekankan perlunya pendekatan praktis dalam pengembangan baterai solid-state untuk mencapai kinerja yang lebih baik.

Peneliti dari Universitas Tohoku telah menemukan bahwa pendekatan hibrida untuk menggabungkan baterai lithium metal solid-state dengan bahan lain dapat meningkatkan kepadatan energi. Mereka menyarankan penggunaan lithium lanthanum zirconium oxide (LLZO) dalam elektrolit komposit polimer, yang dapat mempertahankan konduktivitas ion tinggi sambil meningkatkan fleksibilitas dan kemampuan produksi. Kombinasi LLZO dengan elektrolit berbasis polimer atau gel dapat mengurangi berat, menjaga kinerja tinggi, dan meningkatkan jarak tempuh kendaraan listrik (EV). Namun, penelitian menunjukkan bahwa baterai solid-state lithium metal sepenuhnya menggunakan LLZO tanpa polimer hanya memberikan peningkatan kecil dalam kepadatan energi dibandingkan dengan baterai lithium-ion saat ini.

Selain itu, penggunaan elektrolit quasi-solid-state LLZO, yang mengandung sedikit elektrolit cair, dapat meningkatkan transportasi ion dan integritas struktural. Meskipun LLZO memiliki stabilitas yang baik, tantangan seperti kepadatan tinggi, kerapuhan, dan kesulitan dalam produksi menghalangi penerapannya secara besar-besaran. Penelitian ini menekankan perlunya solusi rekayasa praktis yang seimbang antara kinerja energi, kemampuan produksi, dan biaya, serta perlunya penelitian lebih lanjut untuk memahami mekanika dan perilaku antarmuka dari elektrolit berbasis LLZO.

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

Analisis Kami: Pendekatan hibrid menggunakan LLZO pada elektrolit polimer merupakan langkah revolusioner yang layak diapresiasi karena mampu mengatasi masalah berat dan kekakuan LLZO. Namun, tanpa terobosan manufaktur yang signifikan, teknologi ini masih akan kesulitan meraih pasar massal meskipun potensinya besar.

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

Analisis Ahli:

Eric Jianfeng Cheng: LLZO dalam desain baterai solid-state penuh mungkin tidak akan memberikan loncatan besar dalam performa energi tanpa adanya kompromi dalam biaya dan manufaktur.

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

What's Next: Dalam beberapa tahun ke depan, teknologi baterai solid-state hibrid yang menggabungkan LLZO dengan elektrolit polimer atau gel akan lebih berkembang dan mulai menggantikan beberapa baterai lithium-ion konvensional di sektor kendaraan listrik karena keseimbangan antara performa dan biaya.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/solid-state-lithium-batteries-high-energy

Pertanyaan Terkait

Apa yang diusulkan oleh para peneliti dari Tohoku University terkait baterai lithium metal?

Para peneliti dari Tohoku University mengusulkan pendekatan hibrida untuk mengintegrasikan baterai lithium metal dengan bahan lain untuk meningkatkan densitas energi.

Mengapa penggunaan LLZO dalam elektrolit komposit polimer dianggap menguntungkan?

Penggunaan LLZO dalam elektrolit komposit polimer dapat mempertahankan konduktivitas ion yang tinggi sambil meningkatkan fleksibilitas dan kemampuan manufaktur.

Apa tantangan utama yang dihadapi dalam penggunaan LLZO sebagai bahan baterai?

Tantangan utama dalam penggunaan LLZO termasuk kepadatannya yang tinggi, kerapuhan, dan kesulitan dalam memproduksi lembaran tipis tanpa cacat.

Bagaimana desain hibrida dapat meningkatkan kinerja baterai?

Desain hibrida dapat meningkatkan kinerja baterai dengan meningkatkan transportasi ion dan integritas struktural, dibandingkan dengan sel pouch berbasis LLZO biasa.

Apa kesimpulan utama dari studi ini mengenai baterai solid-state?

Kesimpulan utama dari studi ini adalah bahwa desain berbasis LLZO mungkin tidak memberikan peningkatan yang diharapkan dalam densitas energi dan menghadapi tantangan biaya serta manufaktur yang signifikan.