Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Anoda Baterai dengan Struktur Tidak Teratur untuk Pengisian Cepat dan Tahan Lama

Mengembangkan material anoda baterai dengan struktur tidak teratur (targeted disorder) untuk meningkatkan konduktivitas ion, stabilitas siklus pengisian, dan kapasitas penyimpanan yang tinggi sehingga baterai dapat mengisi lebih cepat, tahan lebih lama, dan lebih aman.

31 Jul 2025, 06.12 WIB

251 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Disorder terarah dapat menjadi alat yang kuat dalam desain material untuk baterai.
Baterai natrium yang baru dikembangkan menunjukkan kapasitas penyimpanan tinggi dan umur panjang.
Penelitian ini membuka perspektif baru untuk pengisian cepat dan solusi penyimpanan energi terbarukan.

Berlin, Jerman - Penelitian di Humboldt-Universität zu Berlin mengembangkan anoda baterai lithium dan sodium dengan struktur atom yang tidak teratur secara sengaja. Biasanya, baterai menggunakan struktur kristal teratur yang membatasi kinerja, terutama dalam kecepatan pengisian. Dengan memecah keteraturan ini, para ilmuwan menemukan cara baru untuk meningkatkan performa baterai.

Tim peneliti menggunakan material niobium-tungsten oksida dan besi niobat dengan struktur kolumbit yang mengalami perubahan menjadi keadaan amorf. Kondisi ini memungkinkan ion dapat bergerak lebih mudah dan meningkatkan kapasitas penyimpanan baterai. Hasilnya, anoda ini bisa diisi ulang cepat dan sangat stabil selama ribuan siklus.

Pada pengujian, baterai lithium yang menggunakan material ini masih menyimpan energi dengan baik bahkan setelah 1.000 kali pengisian ulang. Sementara baterai sodium-ion yang ramah lingkungan mampu bertahan hingga 2.600 siklus pengisian dengan performa yang hampir sama seperti awal, menunjukkan daya tahan yang luar biasa.

Struktur atom yang berubah ini menciptakan jalur baru dan situs aktif untuk ion bergerak dan disimpan, seperti pembentukan rantai zigzag pendek di dalam material. Hal ini memungkinkan transfer ion yang lebih cepat dan kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan material konvensional.

Penemuan ini membuka peluang untuk kendaraan listrik dengan pengisian ultra-cepat dan sistem penyimpanan energi terbarukan yang aman dan tahan lama. Metode desain material baru ini dapat merevolusi teknologi baterai demi masa depan energi yang lebih berkelanjutan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/anodes-deliver-fast-charging-batteries

Analisis Ahli

Nicola Pinna

"Gangguan yang terarah dalam material bisa menjadi kunci untuk menembus batasan performa baterai tradisional dan membuat penyimpanan energi lebih efektif dan berkelanjutan."

Patrícia Russo

"Menerapkan konsep imperfeksi terkontrol pada struktur atom membuka wawasan baru dalam pembuatan baterai, terutama untuk memenuhi kebutuhan pengisian cepat dan ketahanan jangka panjang."

Analisis Kami

"Pendekatan gangguan terarah dalam desain material anoda ini merevolusi cara kita memandang efisiensi baterai, meninggalkan paradigma lama yang terfokus pada kesempurnaan kristal. Inovasi ini bukan hanya solusi jangka pendek, tapi membuka jalan bagi teknologi baterai masa depan yang lebih adaptif dan tahan lama."

Prediksi Kami

Penemuan ini akan mempercepat pengembangan baterai generasi berikutnya yang memungkinkan pengisian ultra-cepat dan siklus hidup lebih lama, sehingga memperluas adopsi kendaraan listrik dan penyimpanan energi terbarukan secara global.

Pertanyaan Terkait

Apa inovasi terbaru dalam pengembangan anoda untuk baterai?

Inovasi terbaru adalah pengembangan anoda berkinerja tinggi untuk baterai litium dan natrium yang memiliki kecepatan pengisian yang sangat tinggi dan stabilitas luar biasa.

Mengapa disorder terarah dapat meningkatkan konduktivitas ionik?

Disorder terarah dapat meningkatkan konduktivitas ionik dengan menciptakan jalur baru untuk pergerakan ion, yang tidak mungkin dicapai dengan struktur kristal yang sangat teratur.

Apa yang ditemukan oleh tim peneliti terkait struktur amorf dalam baterai natrium?

Tim peneliti menemukan bahwa struktur amorf dalam baterai natrium memungkinkan penyimpanan natrium yang reversibel dan meningkatkan kapasitas penyimpanan.

Berapa banyak siklus pengisian yang dapat bertahan pada baterai natrium yang baru dikembangkan?

Baterai natrium yang baru dikembangkan dapat bertahan lebih dari 2.600 siklus pengisian dengan hampir mempertahankan performa yang sama.

Siapa saja peneliti utama yang terlibat dalam studi ini?

Peneliti utama yang terlibat dalam studi ini adalah Professor Nicola Pinna dan Dr. Patrícia Russo.