Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Elektrolit Suhu Rendah Untuk Baterai Lithium-Ion di Lingkungan Ekstrim

Mengembangkan elektrolit baru yang dapat menjaga kinerja baterai lithium-ion dalam suhu sangat rendah, sehingga baterai dapat digunakan secara efektif di lingkungan dingin ekstrim termasuk luar angkasa dan wilayah dingin di Bumi.

22 Nov 2025, 08.08 WIB

118 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan potensi elektrolit suhu rendah untuk meningkatkan kinerja baterai lithium-ion di lingkungan ekstrem.
Pembelajaran mesin dapat mempercepat proses penemuan dan pengembangan elektrolit baru.
Elektrolit gel-polimer menawarkan fleksibilitas untuk aplikasi dalam teknologi canggih seperti sensor IoT.

Xi’an, Tiongkok dan Brisbane, Australia - Baterai lithium-ion (LIB) sangat menurun performanya saat digunakan di suhu yang sangat rendah karena ion lithium tidak mudah bergerak, terjadi hambatan pada proses pengisian dan pengosongan, serta risiko pertumbuhan dendrit lithium yang berbahaya. Untuk itu, para peneliti dari Chang’an University dan Queensland University of Technology berkolaborasi melakukan riset tentang elektrolit baru yang dapat menjaga kinerja baterai di kondisi ekstrim ini.

Penelitian ini mengeksplorasi berbagai jenis elektrolit suhu rendah yang terdiri dari ester-based, ether-based, nitrile-based, dan gel-polimer komposit. Setiap jenis elektrolit ini memiliki karakteristik berbeda, seperti titik beku, konstanta dielektrik, dan donor number yang mempengaruhi struktur pelarutan ion lithium, yang sangat penting untuk fungsi baterai pada suhu sangat rendah.

Para peneliti juga menggunakan teknologi machine learning untuk memprediksi sifat-sifat elektrolit dari lebih 150.000 kandidat molekul, sehingga mempersingkat waktu pengembangan dari bulan menjadi jam. Model ini mengidentifikasi faktor penting seperti momen dipol dan radius molekuler, serta menghasilkan elektrolit non-fluorinasi yang mampu mempertahankan kapasitas hingga 99 % setelah 300 siklus pengisian pada suhu -30 °C.

Salah satu pencapaian menonjol adalah pengembangan elektrolit gel-polimer yang memungkinkan modul sirkuit fleksibel beroperasi dengan baik hingga suhu -40 °C. Hal ini membuka peluang bagi aplikasi baru seperti perangkat komputasi dan sensor IoT yang bisa digunakan di wilayah dingin atau luar angkasa di masa depan.

Ke depan, penelitian ini menyoroti kebutuhan untuk mengembangkan protokol pengujian suhu rendah yang standar, mengintegrasikan model fisika berbasis jaringan syaraf serta mengotomatisasi proses produksi elektrolit supaya teknologi ini bisa diterapkan secara komersial pada baterai berkapasitas besar, seperti pouch cell 8 Ah, dan berfungsi handal di berbagai kondisi ekstrem.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/lithium-batteries-operate-in-cold-space

Analisis Ahli

Limin Geng

"Penggunaan machine learning dalam desain elektrolit suhu rendah membuka peluang besar untuk penemuan material baru yang sebelumnya sulit dijangkau secara tradisional."

Weijia Meng

"Pengembangan gel-polimer elektrolit yang dapat menjaga performa baterai pada suhu ekstrem akan menjadi kunci untuk pengembangan perangkat elektronik fleksibel di masa depan."

Analisis Kami

"Pendekatan multidisipliner yang menggabungkan kimia molekuler dan kecerdasan buatan dalam pengembangan elektrolit LT adalah langkah revolusioner yang dapat mempercepat inovasi produk. Namun, tantangan terbesar adalah mentransfer hasil laboratorium ke produksi massal sambil mempertahankan performa yang konsisten."

Prediksi Kami

Penelitian ini akan mendorong lahirnya baterai lithium-ion generasi berikutnya yang dapat bekerja dengan andal di suhu sangat rendah, memperluas pemanfaatan teknologi energi di lingkungan ekstrem seperti eksplorasi Mars dan aplikasi drone di Arktik.