Baterai lithium-ion untuk kendaraan listrik (EV) menghadapi masalah keselamatan dan stabilitas karena separator terlalu panas, korsleting, dan berkurangnya efisiensi. Dengan tujuan untuk mengurangi kekurangan ini, para peneliti menggunakan teknik polimerisasi cangkok dan mengembangkan pemisah berlapis nanopartikel silika inovatif yang stabil secara termal dan tahan lama. Baterai dengan pemisah ini lebih aman dan menunjukkan peningkatan kinerja. Perkembangan ini dapat berkontribusi pada adopsi kendaraan listrik menuju dekarbonisasi sektor transportasi.
Lithium-ion yang dapat diisi ulang baterai (atau baterai Li-ion atau LIB) telah menjadi sangat populer dan ada di mana-mana dalam tiga dekade terakhir. Karena kepadatan energinya yang tinggi, ringan dan dapat diisi ulang, produk ini banyak digunakan pada ponsel, laptop, perangkat audio visual, penyimpanan daya, dan kendaraan bermotor listrik (EV) dan telah menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari. LIB ramah lingkungan, menyediakan penyimpanan energi bersih dan berkontribusi terhadap dekarbonisasi ekonomi.
Namun, Litium-ion baterai menghadapi risiko keselamatan untuk kendaraan listrik (EV) dan sistem penyimpanan energi terutama karena terlalu panasnya pemisah poliolefin. Pemisah mencegah kontak langsung antara katoda dan anoda, tetapi akan meleleh ketika suhu meningkat hingga 160 °C karena panas berlebih. Akibatnya, anoda dan katoda dapat bersentuhan langsung melalui pembentukan dendrit Li sehingga terjadi korsleting internal dan penyerapan elektrolit yang tidak memadai serta berkurangnya efisiensi.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengatasi kekurangan ini. Penerapan lapisan keramik sempat dipikirkan namun ternyata tidak cocok karena meningkatkan ketebalan pemisah dan mengurangi daya rekat.
Dalam penelitian terbaru, peneliti Universitas Nasional Incheon menggunakan teknik polimerisasi cangkok untuk menempelkan lapisan seragam silikon dioksida (SiO2) pemisah nanopartikel ke polipropilen (PP). Pemisah kemudian dimodifikasi dengan lapisan SiO2 ketebalan 200 nm lebih tahan panas dan menekan pembentukan dendrit dengan tetap menjaga kapasitas penyimpanan energi. Hal ini menunjukkan bahwa pemisah berbasis polipropilen (PPS) pada baterai Li-ion dapat diimprovisasi untuk mengurangi korsleting internal dan membuat baterai lebih aman dan efisien.
Perkembangan ini relevan dan menjanjikan bagi LIB pada kendaraan listrik (EV) dan sistem penyimpanan energi. Setelah dikomersialkan, LIB improvisasi dengan keamanan dan efisiensi yang lebih baik dapat membantu penggunaan kendaraan listrik ramah lingkungan.
***
Referensi:
- Manthiram, A. Refleksi kimia katoda baterai lithium-ion. Nat Komuni 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Taman J., et al 2024. Pemisah berlapis nanopartikel SiO2 ultra-tipis dengan strategi multi-fungsionalisasi permukaan untuk baterai Li-metal: Ketahanan Li-dendrit dan sifat termal yang sangat ditingkatkan. Bahan Penyimpanan Energi. Volume 65, Februari 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
