Peneliti Harvard kembangkan baterai solid-state yang terisi penuh dalam 10 menit

Para peneliti di Universitas Harvard mungkin telah mencapai terobosan dalam penelitian mereka mengenai teknologi baterai solid-state. Temuan penelitian ini telah dipublikasikan dalam edisi terbaru Nature Materials dan menunjukkan bagaimana baterai solid-state dapat dikembangkan agar terisi penuh dalam waktu 10 menit.

Para peneliti baterai logam litium tersebut berada di Sekolah Teknik dan Sains Terapan (SEAS) John A. Paulson di Harvard. Penulis utama artikel yang diterbitkan oleh Nature Materials adalah Xin Li, seorang Associate Professor of Materials Science di SEAS. Dilansir dari Gizmochina (17/1), baterai yang baru dikembangkan ini diperkirakan memiliki siklus pengisian daya 6.000 kali, lebih banyak dibandingkan sel baterai lainnya.

Menurut para peneliti, baterai anoda logam litium dianggap sebagai pilihan baterai terbaik karena memiliki kapasitas sepuluh kali lipat dari anoda grafit komersial dan secara drastis dapat meningkatkan jarak berkendara kendaraan listrik. Para peneliti mengatakan bahwa temuan penelitian mereka menandai langkah penting menuju baterai solid-state yang lebih praktis dengan dampak besar untuk aplikasi industri dan komersial.

Pembentukan dendrit pada permukaan anoda merupakan tantangan besar dalam pengembangan baterai solid-state. Ini dapat menumpuk di permukaan litium dan tumbuh seperti akar ke dalam elektrolit. Pertumbuhannya membantu merusak penghalang yang memisahkan anoda dan katoda, sehingga mengakibatkan arus pendek atau kemungkinan kebakaran.

Tim peneliti merancang baterai multilapis yang mengapit bahan berbeda dengan stabilitas berbeda antara anoda dan katoda. Desain tahun 2021 ini mencegah penetrasi dendrit litium meskipun tidak menghentikan pertumbuhannya sama sekali.

Terobosan yang dilakukan tim peneliti Harvard adalah mereka berhasil mencegah pembentukan dendrit dengan menggunakan partikel silikon berukuran mikron di anoda untuk membatasi reaksi pada permukaan yang dangkal tanpa melakukan penetrasi lebih jauh. Logam litium melilit partikel silikon, seperti cangkang coklat keras di sekitar inti hazelnut, menurut penulis utama Li. Karena pelapisan dan pengupasan dapat terjadi dengan cepat pada permukaan yang rata, baterai yang dikembangkan dapat terisi penuh dalam waktu sekitar 10 menit.

Sel baterai yang dikembangkan mempertahankan 80% kapasitasnya setelah 6.000 siklus, yang jauh lebih baik dibandingkan baterai sel mana pun di pasaran. Teknologi ini telah dilisensikan kepada Adden Energy oleh Kantor Pengembangan Teknologi Harvard. Adden Energy adalah cabang dari upaya penelitian di Harvard dan didirikan bersama oleh Xin Li dan tiga orang lainnya – semuanya alumni Harvard.

Teknologi tersebut ditingkatkan untuk membuat baterai ponsel cerdas yang jauh lebih besar daripada baterai sel kantong. Masih ada tantangan dalam evolusi baterai solid-state sebelum menjadi produk komersial. Produksi massal teknologi semacam itu menawarkan tantangan yang dinamis.