Courtesy of InterestingEngineering
Teknologi Baru Mengungkap Penyebab Korosi pada Baterai Lithium-ion Secara Langsung
Memberikan wawasan tentang mekanisme penuaan baterai lithium-ion dan cara untuk mengatasi penurunan kapasitas pada tingkat mekanisme.
01 Mei 2025, 02.24 WIB
99 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Penelitian ini memberikan wawasan baru tentang mekanisme degradasi baterai lithium-ion.
- Hilangnya mangan adalah langkah awal yang paling merusak dalam penurunan kapasitas baterai.
- Teknik yang dikembangkan dapat digunakan untuk meningkatkan desain baterai masa depan.
Berlin, Jerman - Para ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil mengamati korosi pada sel tombol lithium-ion secara real-time, mencatat lebih dari 10.000 siklus pengisian tanpa membuka baterai. Penelitian ini dilakukan oleh konsorsium Jerman yang dipimpin oleh Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) dan Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Mereka menggunakan spektrometer mikro-X-ray fluoresensi (µXRF) di lab BLiX TU Berlin untuk melacak arus unsur dalam sel koin komersial selama beberapa minggu.
Baca juga: Mengungkap Rahasia Pergerakan Elektrolit dalam Baterai Lithium-Sulfur untuk Energi Lebih Tahan Lama
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kehilangan mangan adalah langkah awal dan paling merusak dalam penurunan kapasitas baterai. Selama sekitar 200 siklus pengisian-pengosongan pertama, atom mangan lepas dari kisi NMC dan melapisi anoda karbon. Setelah sejumlah kritis mangan hilang, pelarutan melambat di dalam katoda, tetapi reaksi meningkat di lapisan separator dan kolektor arus, memicu kerusakan yang lebih luas pada elektrokimia.
Teknik ini dapat diterapkan pada format baterai lain dan perangkat dengan lapisan tipis seperti elektrolit solid-state, sel bahan bakar, dan tumpukan semikonduktor. Penelitian ini didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman dan melibatkan beberapa mitra termasuk University of Münster dan SyncLab. Dengan alat ini, para peneliti dapat mengatasi penurunan kapasitas baterai pada tingkat mekanisme, bukan hanya dengan coba-coba.
--------------------
Analisis Kami: Penemuan ini sangat penting karena mengubah pendekatan penelitian baterai dari hanya bersifat observasi pasca penggunaan menjadi pengamatan langsung saat baterai beroperasi. Studi ini membuka peluang besar bagi pengembangan teknologi baterai yang tidak hanya lebih efisien tetapi juga lebih aman dan ramah lingkungan.
--------------------
Analisis Ahli:
Dr. Yi Cui: Mengamati ion bergerak secara real-time akan mempercepat inovasi dalam material baterai dengan memungkinkan modifikasi yang tepat sasaran pada tahap awal degradasi.
Prof. Clare Grey: Teknologi operando seperti ini adalah terobosan karena memberikan data kuantitatif dan spasial yang sangat penting dalam memahami mekanisme kerusakan baterai.
--------------------
What's Next: Dengan pemahaman tentang peran mangan dalam proses degradasi baterai, masa depan akan menyaksikan pengembangan baterai lithium-ion yang lebih kuat dan tahan lama melalui inovasi pelapis atau aditif elektrolit yang mencegah migrasi mangan.
Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/lithium-button-cells-corrode
[1] https://interestingengineering.com/energy/lithium-button-cells-corrode
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang diamati oleh para ilmuwan dalam penelitian ini?A
Para ilmuwan mengamati korosi baterai lithium-ion secara real-time selama lebih dari 10.000 siklus pengisian.Q
Apa penyebab utama penurunan kapasitas baterai lithium-ion?A
Penyebab utama penurunan kapasitas adalah hilangnya mangan dari struktur NMC.Q
Teknik apa yang digunakan untuk mempelajari baterai tanpa merusaknya?A
Teknik yang digunakan adalah mikro-X-ray fluoresensi (µXRF) yang memungkinkan pemetaan kimia 3D tanpa merusak baterai.Q
Mengapa pergerakan mangan menjadi perhatian dalam penelitian ini?A
Pergerakan mangan menjadi perhatian karena merupakan komponen yang paling murah dan umum dalam katoda berenergi tinggi.Q
Apa potensi aplikasi dari teknik yang dikembangkan dalam penelitian ini?A
Teknik ini dapat diterapkan pada berbagai format baterai dan perangkat dengan lapisan tipis lainnya.