Ilmuwan Tiongkok sedang mengembangkan baterai litium kuat yang tahan terhadap musim dingin yang keras hingga -80 derajat Celcius

Dalam kemajuan besar dalam teknologi baterai, para ilmuwan Tiongkok telah mengembangkan elektrolit baru yang memungkinkan baterai lithium-ion beroperasi secara efisien pada suhu yang sangat rendah, hingga -80 derajat Celcius. Perkembangan ini merupakan solusi terhadap permasalahan terkait pengoperasian dan pengisian baterai untuk digunakan pada mobil listrik dan penerbangan dalam kondisi cuaca buruk.

Elektrolit inovatif untuk kondisi ekstrim

Tim internasional yang dipimpin oleh Fan Xiulin, seorang profesor di Universitas Zhejiang, telah mencapai tonggak sejarah dalam teknologi baterai dengan menciptakan elektrolit yang memfasilitasi pengisian dan pengoperasian baterai lithium-ion pada suhu serendah -80 derajat Celcius. Terobosan ini tidak hanya meningkatkan ketahanan baterai di iklim yang sangat dingin, namun juga membuka pintu bagi penciptaan baterai berdaya tinggi yang mampu beroperasi dalam kondisi buruk.

Para peneliti telah menemukan mekanisme transpor ion yang sebelumnya tidak diketahui dalam baterai, yang dapat menjadi dasar bagi pengembangan baterai berdaya tinggi yang beroperasi dalam kondisi ekstrem. Menurut South China Morning Post (SCMP), baterai ini dapat berguna di berbagai bidang, termasuk komunikasi, kereta api, eksplorasi Arktik, penerbangan, dan kendaraan listrik.

Kemajuan dalam baterai lithium-ion

Membuat baterai lithium-ion yang cocok untuk lingkungan bersuhu rendah merupakan tantangan karena sulitnya menyeimbangkan kepadatan energi yang tinggi, rentang suhu pengoperasian yang luas, dan kemampuan pengisian daya yang cepat. Untuk mengatasi tantangan ini, tim mengembangkan elektrolit yang terdiri dari molekul pelarut kecil yang memungkinkan fitur baterai yang “tidak dapat diakses” dengan desain elektrolit saat ini. Menurut penelitian mereka, elektrolit memfasilitasi pengisian daya ultra-cepat di lingkungan dingin, memungkinkan baterai lithium-ion beroperasi pada kapasitas dan stabilitas tinggi pada suhu serendah -80 derajat Celcius, dan baterai dapat diisi hingga 80% dari kapasitasnya. . Hanya dalam 10 menit pada suhu yang sangat rendah.

Elektrolit inovatif meningkatkan kinerja baterai

Setelah empat tahun melakukan penelitian dan pengujian dengan berbagai pelarut pada rentang suhu yang luas, kelompok tersebut menggunakan pelarut yang dikenal sebagai fluoracetonitrile untuk membuat elektrolit. Penemuan ini memfasilitasi mode pergerakan struktural yang sebelumnya tidak diketahui di dalam baterai, yang disebut “transportasi saluran ligan,” di mana molekul pelarut kecil dalam elektrolit membentuk dua lapisan berlapis di sekitar ion litium dan membangun saluran bagi ion untuk bergerak.

Mekanisme konduksi yang difasilitasi oleh saluran ligan ini memungkinkan penggunaan baterai berenergi tinggi yang beroperasi di lingkungan yang keras, memungkinkan elektrolit memiliki konduktivitas ionik 10.000 kali lebih baik pada -70°C dibandingkan elektrolit standar.

Meskipun kemajuan ini menjanjikan, tim mencatat bahwa penelitian ini masih memiliki keterbatasan dan diperlukan lebih banyak penelitian untuk memastikan bahwa elektrolit dapat berfungsi dengan baik dalam desain baterai konvensional. Perkembangan ini membuka kemungkinan baru untuk penggunaan mobil dan peralatan listrik di daerah yang sangat dingin, dan merupakan langkah penting dalam mengatasi keterbatasan suhu yang dihadapi oleh baterai lithium-ion saat ini.

melalui Ilmuwan Tiongkok menghasilkan baterai lithium yang kuat dan tahan musim dingin South China Morning Post (scmp.com)