berita

Penemuan listrik mengubah dunia dan melahirkan serangkaian penemuan yang membuat hidup masyarakat lebih aman, sehat, efisien, dan nyaman. Baterai membawa penemuan ini ke tingkat berikutnya, menyediakan cara untuk menyimpan listrik dan menggunakannya untuk memberi daya pada perangkat seluler.

Saat ini, baterai lithium-ion mendominasi pasar, namun baterai solid-state yang lebih aman dan berkapasitas lebih tinggi dapat menjadi sumber listrik dunia di masa depan dan bahkan dapat membantu umat manusia keluar dari dampak perubahan iklim.

Sel baterai solid-state dikembangkan sebagai material CeraCharge generasi berikutnya. Sumber gambar: situs resmi TDK

Mulailah dengan baterai kecil

Saat ini, beberapa baterai solid-state kecil digunakan di beberapa jam tangan dan implan medis.

Pabrikan elektronik Jepang TDK mengumumkan bahwa mereka telah berhasil mengembangkan versi baru baterai solid-state CeraCharge. Kepadatan energi volume unitnya mencapai 1.000 watt-jam per liter, yang kira-kira 100 kali kepadatan energi baterai solid-state tradisional TDK. TDK belum mengungkapkan banyak rincian tentang teknologi milik baterai tersebut, namun menyatakan bahwa baterai tersebut menggunakan anoda paduan litium dan elektrolit padat berbasis oksida, yang membuatnya "sangat aman".

Kemampuan penyimpanan energi pada baterai CeraCharge versi baru menunjukkan bahwa masa pakai baterai yang lebih lama atau desain yang lebih ringkas akan segera menjadi kenyataan. Selain itu, baterai ini diharapkan menjadi alternatif isi ulang baterai kancing sekali pakai dengan kepadatan energi tinggi.

TDK awalnya berencana untuk menggunakan baterai tersebut pada produk elektronik kecil seperti headphone nirkabel, alat bantu dengar, dan jam tangan pintar, dan juga menyatakan keinginannya untuk memasuki pasar yang lebih luas seperti ponsel pintar.

“Seiring dengan bertambahnya area baterai, pembuatan struktur yang seragam dan berdensitas tinggi menjadi semakin sulit, yang dapat menyebabkan cacat struktural seperti retakan dan deformasi.” kata Hiroshi Sato, kepala bagian Departemen Pengembangan Energi TDK mulai dari yang kecil Mulailah dengan baterai, kumpulkan produksi dan pengalaman praktis, lalu secara bertahap jelajahi potensi komersialisasi baterai besar.”

Secara bertahap bergerak menuju industrialisasi

Saat ini, meskipun ada kemajuan signifikan dalam efektivitas biaya dan kinerja baterai litium-ion, keterbatasan waktu pengisian daya, kekhawatiran akan jangkauan, dan keselamatan tetap menjadi kendala utama yang menghalangi kendaraan listrik untuk sepenuhnya menggantikan kendaraan bermesin pembakaran internal. Dalam konteks ini, baterai solid-state, sebagai alat yang ampuh untuk inovasi teknologi kendaraan listrik, secara bertahap beralih dari tahap penelitian dan pengembangan ke tahap industrialisasi.

Pada tahun 2023, Toyota bekerja sama dengan perusahaan energi Jepang Idemitsu Kosan dan mengumumkan bahwa mereka akan memulai produksi baterai solid-state dari tahun 2027 hingga 2028.

Yang juga bullish pada baterai solid-state adalah Mercedes-Benz. Perusahaan percaya bahwa baterai mobil solid-state dapat menyediakan hampir dua kali lipat baterai lithium-ion, dan mereka berencana untuk memproduksi baterai tersebut secara massal pada tahun 2030.

Baru-baru ini, PowerCo, sebuah perusahaan baterai milik Volkswagen, mencapai kerja sama strategis dengan QuantumScape, pengembang baterai all-solid-state Amerika, untuk memperkenalkan teknologi baterai logam litium solid-state, yang bertujuan untuk memproduksi baterai yang dapat memenuhi kebutuhan hingga 1 juta kendaraan listrik setiap tahunnya.

Teknologi unik QuantumScape menggabungkan elektrolit padat dan cair, secara efektif menghindari masalah dendrit dan diharapkan dapat meningkatkan daya jelajah kendaraan listrik dari yang sebelumnya lebih dari 500 kilometer menjadi 800 kilometer, yang selanjutnya akan mendorong komersialisasi teknologi baterai solid-state.

Penyimpanan energi jaringan listrik

Saat ini, baterai lithium-ion adalah inti dari sistem penyimpanan energi baterai, namun baterai solid-state dianggap sebagai solusi yang berpotensi lebih baik karena keamanannya yang sangat baik, siklus hidup yang lebih lama, dan kepadatan energi yang lebih tinggi. Namun, penerapan baterai solid-state dalam skala besar masih perlu mengatasi tingginya biaya produksi dan proses kompleks pada baterai berukuran besar.

Dragonfly Energy adalah salah satu perusahaan yang mencoba mengatasi masalah ini. Pada tahun 2023, perusahaan memperoleh paten teknologi manufaktur yang diharapkan dapat menghilangkan hambatan teknis dalam pembuatan baterai solid-state di bidang penyimpanan energi jaringan. Pada saat yang sama, produsen baterai AS, ION Storage Systems, meluncurkan pabrik baru pada bulan April tahun ini, dengan fokus pada produksi baterai solid-state menggunakan elektrolit keramik dan anoda logam litium untuk memenuhi kebutuhan penyimpanan jaringan, kendaraan listrik, dan bidang lainnya. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kapasitas produksi menjadi 0,5 GWh pada tahun 2028.

Bentuk material yang terdiversifikasi

Meskipun mungkin masih memerlukan waktu beberapa tahun sebelum kendaraan listrik dengan baterai solid-state tersedia secara komersial dalam skala besar, dan bahkan mungkin memerlukan waktu lebih lama untuk membantu membangun jaringan listrik yang bersih, kemajuan yang stabil dari teknologi ini mulai dari penelitian menara gading hingga industrialisasi adalah memberi semangat.

Pada bulan Januari tahun ini, para peneliti di Universitas Harvard di Amerika Serikat meluncurkan baterai solid-state yang mengandung silikon di anoda yang dapat diisi dalam 10 menit. Pada akhir bulan Juli, para peneliti Denmark melaporkan bahwa mereka telah mengembangkan baterai solid-state bebas litium yang terbuat dari mineral yang ditemukan di batuan. Bahan elektrolit solid-state ini murah, efisien, ramah lingkungan, dan berkinerja lebih baik daripada baterai berbasis litium padat elektrolit.

Selama gelombang inovasi terus meningkat, dunia masa depan akan menyaksikan teknologi baterai solid-state dalam bentuk material yang beragam, memberikan "vitalitas" kendaraan listrik yang lebih tahan lama dan perjalanan yang lebih lama. Hal ini juga akan membantu jaringan listrik mencapai kebersihan yang belum pernah terjadi sebelumnya dan stabilitas, umat manusia sedang bergerak menuju era baru energi yang lebih ramah lingkungan dan efisien. (Reporter Zhang Jiaxin)