Artikel - Teknologi Baru Perkuat Baterai Silicon untuk Energi Lebih Besar dan Tahan Lama

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.

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.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus penelitian ini?

Penelitian ini fokus pada pengembangan sistem penyimpanan energi baru untuk baterai berbasis silikon.

Mengapa silikon dianggap sebagai alternatif yang lebih baik dibandingkan grafit?

Silikon dapat menyimpan hampir sepuluh kali lebih banyak ion lithium dibandingkan grafit, sehingga memiliki kapasitas energi yang lebih tinggi.

Apa yang menjadi tantangan utama dalam penggunaan silikon sebagai material anoda?

Tantangan utama adalah ekspansi dan kontraksi volume silikon yang dramatis selama pengisian dan pengosongan.

Bagaimana sistem IEE meningkatkan stabilitas antarmuka pada baterai?

Sistem IEE mengikat elektrode dan elektrolit secara kimia sehingga tetap terhubung meskipun ada tekanan mekanis yang tinggi.

Apa hasil dari pengujian kinerja elektrokimia pada baterai berbasis IEE?

Pengujian menunjukkan bahwa baterai berbasis IEE mempertahankan stabilitas jangka panjang dan memiliki densitas energi yang jauh lebih tinggi.

Teknologi Baru Perkuat Baterai Silicon untuk Energi Lebih Besar dan Tahan Lama

Mengembangkan metode baru yang mengatasi masalah antarmuka elektroda dan elektrolit pada baterai berbasis silicon untuk meningkatkan kepadatan energi dan daya tahan baterai.

Pertanyaan Terkait

Artikel Serupa

"Baterai EV tanpa anoda yang 'mustahil' menjanjikan jarak lebih dari 804.67 km (500 mil) dalam sekali pengisian."

Teknologi baterai EV terobosan mengatasi kecemasan jarak tempuh, mencapai 595.46 km (370 mil) dalam satu pengisian.

Terobosan baterai EV silikon mencapai 500 pengisian, umur 80%, dan 50% lebih banyak energi.

Jarak tempuh kendaraan listrik meningkat dengan teknologi baterai terobosan yang menjanjikan retensi kapasitas sebesar 97%.

25.000 siklus pengisian, kapasitas 80% tercapai dalam terobosan baterai lithium-sulfur.

AS merancang elektrolit yang kuat untuk meningkatkan umur, energi, dan efisiensi baterai lithium-sulfur.