Courtesy of InterestingEngineering
Teknologi Baru Baterai Silikon Tingkatkan Kapasitas dan Ketahanan Lama
Mengembangkan metode baru yang mengatasi masalah antarmuka elektroda dan elektrolit pada baterai berbasis silicon untuk meningkatkan kepadatan energi dan daya tahan baterai.
15 Mei 2025, 20.10 WIB
109 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Sistem IEE menawarkan solusi untuk meningkatkan stabilitas antarmuka pada baterai berbasis silikon.
- Baterai berbasis IEE dapat meningkatkan jarak tempuh kendaraan listrik dan masa pakai smartphone.
- Penelitian ini menunjukkan potensi besar untuk baterai generasi berikutnya dengan kepadatan energi yang lebih tinggi.
Pohang, Gyeongsangbuk-do, South Korea - Baterai lithium-ion tradisional yang saat ini digunakan di banyak perangkat seperti smartphone dan laptop memiliki keterbatasan dalam kapasitas energi. Silicon dipercaya sebagai bahan anoda pengganti yang menjanjikan karena kapasitasnya yang jauh lebih besar dibandingkan grafit, namun tantangannya adalah silicon mengalami perubahan ukuran yang sangat besar selama siklus pengisian dan pengosongan baterai.
Baca juga: Mengungkap Rahasia Pergerakan Elektrolit dalam Baterai Lithium-Sulfur untuk Energi Lebih Tahan Lama
Perubahan ukuran silicon ini menyebabkan terjadinya celah mekanis antara elektroda dan elektrolit, sehingga performa baterai menurun dengan cepat. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti beralih menggunakan elektrolit padat atau quasi padat yang menawarkan kestabilan dan keamanan lebih baik dibandingkan elektrolit cair.
Meskipun elektrolit padat bisa membantu, masalah lain muncul karena elektrolit ini sulit menjaga kontak penuh dengan silicon yang mengembang dan menyusut, sehingga terjadi pemisahan dan mengurangi kinerja seiring waktu. Oleh karena itu, diperlukan solusi yang dapat mempertahankan hubungan antar elektroda dan elektrolit agar tetap kuat dan stabil.
Tim penelitian dari POSTECH dan Sogang University mengembangkan strategi Interlocking Electrode–Electrolyte (IEE) yang menggabungkan elektroda dan elektrolit dengan membentuk ikatan kimia kovalen. Sistem ini memastikan hubungan antar komponen tetap erat seperti batu bata yang diikat dengan mortar, bahkan saat mengalami tekanan mekanis yang kuat.
Hasil pengujian menunjukan baterai dengan desain IEE bisa mempertahankan kapasitasnya selama banyak siklus pengisian dan pengosongan. Selain itu, baterai ini memiliki kepadatan energi yang jauh lebih besar dibandingkan baterai lithium-ion biasa, yang berpotensi membuat kendaraan listrik dapat berjalan lebih jauh dan perangkat elektronik bertahan lebih lama.
--------------------
Analisis Kami: Pendekatan interlocking electrode–electrolyte ini sangat inovatif karena mengatasi masalah klasik pada baterai silikon dengan cara kimiawi yang sangat cerdas, bukan hanya secara fisik. Jika dikembangkan lebih lanjut, ini bisa jadi titik balik dalam industri baterai, menggeser dominasi bahan grafit yang sudah lama digunakan.
--------------------
Analisis Ahli:
Soojin Park: Strategi IEE adalah rancangan kunci yang menjanjikan kestabilan jangka panjang dan peningkatan energi densitas baterai silikon yang dapat merevolusi penyimpanan energi.
Jaegeon Ryu: Dengan menghubungkan elektroda dan elektrolit secara kimiawi, kita bisa menghilangkan masalah delaminasi dan degradasi yang selama ini menghambat baterai silikon.
--------------------
What's Next: Teknologi baterai berbasis silikon dengan sistem IEE akan mempercepat komersialisasi baterai berkapasitas tinggi dan tahan lama, yang kemudian digunakan secara luas pada kendaraan listrik dan perangkat elektronik untuk meningkatkan jarak tempuh dan waktu pemakaian.
Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/battery-innovation-doubles-energy-density
[1] https://interestingengineering.com/energy/battery-innovation-doubles-energy-density
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang menjadi fokus penelitian ini?A
Penelitian ini fokus pada pengembangan sistem penyimpanan energi baru untuk baterai berbasis silikon.Q
Mengapa silikon dianggap sebagai alternatif yang lebih baik dibandingkan grafit?A
Silikon dapat menyimpan hampir sepuluh kali lebih banyak ion lithium dibandingkan grafit, sehingga memiliki kapasitas energi yang lebih tinggi.Q
Apa yang menjadi tantangan utama dalam penggunaan silikon sebagai material anoda?A
Tantangan utama adalah ekspansi dan kontraksi volume silikon yang dramatis selama pengisian dan pengosongan.Q
Bagaimana sistem IEE meningkatkan stabilitas antarmuka pada baterai?A
Sistem IEE mengikat elektrode dan elektrolit secara kimia sehingga tetap terhubung meskipun ada tekanan mekanis yang tinggi.Q
Apa hasil dari pengujian kinerja elektrokimia pada baterai berbasis IEE?A
Pengujian menunjukkan bahwa baterai berbasis IEE mempertahankan stabilitas jangka panjang dan memiliki densitas energi yang jauh lebih tinggi.