Tim peneliti Tianmushan Lab dan Tsinghua University mengembangkan baterai lithium metal dengan kepadatan energi 600 Wh/kg, mengatasi keterbatasan baterai konvensional untuk eVTOL dan drone.
Tim peneliti gabungan dari Tianmushan Lab dan Tsinghua University mengumumkan temuan penting dalam regulasi elektrolit untuk baterai lithium metal.
Mereka berhasil mengembangkan sel pouch lithium metal dengan stabilitas tinggi dan kepadatan energi mencapai level 600 Wh/kg, seperti dilaporkan dalam jurnal Nature Communications.
Temuan ini muncul di tengah pesatnya pertumbuhan ekonomi ketinggian rendah, di mana permintaan drone dan pesawat eVTOL terus meningkat.
Namun, adopsi komersial yang luas terhambat oleh keterbatasan daya jelajah. Baterai lithium komersial saat ini dengan anoda grafit mendekati batas teoritis sekitar 350 Wh/kg.
Baterai lithium metal dianggap sebagai solusi utama untuk mengatasi hambatan ini karena kapasitas anodanya yang tinggi.
Industri kesulitan menyeimbangkan kepadatan energi tinggi, siklus hidup panjang, dan keamanan, karena baterai ini rentan terhadap dekomposisi elektrolit dan pertumbuhan dendrit lithium.
Strategi Baru dengan Aditif Elektrolit
Tim peneliti menerapkan strategi desain baru menggunakan struktur solvasi koordinasi kuat aditif untuk mengembangkan aditif elektrolit baru.
Inovasi ini menciptakan lapisan pelindung tipis dan padat pada permukaan katoda, mengurangi kerusakan material akibat siklus tegangan tinggi.
Secara bersamaan, lapisan antarmuka yang stabil terbentuk pada anoda lithium metal, menekan pembentukan dendrit lithium dan meningkatkan efisiensi transportasi ion lithium.
Berdasarkan data uji, sel pouch 10Ah dengan katoda terner nikel tinggi mencapai kepadatan energi 550,7 Wh/kg, mempertahankan 80% kapasitas setelah 180 siklus.
Ketika dipasangkan dengan bahan katoda berbasis mangan kaya lithium, energi spesifik reversibel meningkat menjadi 602,5 Wh/kg – peningkatan lebih dari 50% dibandingkan baterai daya arus utama.
Meskipun hasilnya mengesankan, para peneliti mencatat bahwa teknologi ini masih dalam tahap penelitian laboratorium.
Iterasi teknis lebih lanjut diperlukan sebelum baterai dapat diproduksi massal untuk aplikasi komersial.