BEIJING, Bharata Online - Para ilmuwan Tiongkok telah mengembangkan jenis baterai ion litium organik baru yang lebih aman, lebih fleksibel, dan mengatasi hambatan kinerja yang telah lama ada.
Teknologi ini dikembangkan bersama oleh para ilmuwan dari Universitas Tianjin dan Universitas Teknologi China Selatan. Studi ini dipublikasikan secara daring di jurnal internasional Nature pada hari Kamis(19/2)
Tim yang dipimpin oleh Xu Yunhua, seorang profesor di Universitas Tianjin, telah merekayasa material katoda organik yang secara signifikan meningkatkan kepadatan energi dan kecepatan pengisian daya baterai lithium-ion. Terobosan ini mengatasi hambatan utama yang selama ini membatasi penerapan praktis baterai organik.
Sebagian besar baterai lithium-ion konvensional saat ini bergantung pada material katoda anorganik seperti kobalt dan nikel. Material ini menghadapi kekhawatiran yang semakin meningkat terkait kelangkaan sumber daya, fleksibilitas mekanis yang terbatas, dan penurunan kinerja dalam kondisi ekstrem.
Sebagai respons, para peneliti semakin beralih ke material elektroda organik, yang melimpah, ramah lingkungan, dan mudah diadaptasi secara struktural. Tantangan utamanya terletak pada pencapaian kepadatan energi yang tinggi sekaligus memastikan pengisian daya yang cepat.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim mengembangkan baterai organik menggunakan katoda polimer konduktif tipe-n – poli(benzodifurandion) (PBFDO) – dengan konduktivitas elektronik tinggi, transportasi ion litium yang cepat, dan kapasitas penyimpanan energi yang tinggi.
Dengan menggunakan katoda baru, tim tersebut merekayasa baterai kantung yang mencapai kepadatan energi melebihi 250 watt-jam per kilogram, mengungguli baterai litium besi fosfat konvensional.
Baterai baru ini juga menunjukkan stabilitas termal yang luar biasa, beroperasi secara stabil pada suhu mulai dari minus 70 derajat Celcius hingga 80 derajat Celcius.
Selain itu, baterai menunjukkan ketahanan mekanis yang kuat dan peningkatan kinerja keselamatan. Dalam pengujian, katoda organik mempertahankan integritas struktural dan kapasitas penuh bahkan setelah ditekuk atau ditekan.
Baterai kantung tersebut juga lolos uji keamanan tusukan, metode standar yang digunakan untuk menilai risiko pelarian termal atau kebakaran pada baterai lithium.
Profesor Xu Yunhua mencatat bahwa penelitian ini mendobrak batasan teknologi baterai tradisional dalam hal ketergantungan sumber daya dan dampak lingkungan. Ia mengatakan, penelitian ini tidak hanya menyamai kepadatan energi baterai komersial, tetapi juga menawarkan keamanan yang lebih unggul dan rentang suhu operasional yang jauh lebih luas.
Xu menambahkan bahwa temuan ini membuka potensi aplikasi dalam elektronik fleksibel, perangkat yang dapat dikenakan, dan sistem penyimpanan energi yang membutuhkan sumber daya listrik yang ringan, mudah beradaptasi, dan aman.
Tim peneliti sedang berupaya meningkatkan skala teknologi untuk produksi industri, dengan rencana untuk membangun jalur produksi percontohan untuk baterai organik. [CGTN]
