Jenis barubaterai untuk kendaraan listrikMenurut sebuah studi terbaru, mereka dapat bertahan hidup lebih lama dalam suhu panas dan dingin yang ekstrem.

Para ilmuwan mengatakan baterai tersebut akan memungkinkan kendaraan listrik menempuh jarak lebih jauh dengan sekali pengisian daya dalam suhu dingin – dan baterai tersebut akan lebih tahan terhadap panas berlebih di iklim panas.

Hal ini akan mengurangi frekuensi pengisian daya bagi pengemudi kendaraan listrik serta memberikanbateraiumur yang lebih panjang.

Tim peneliti Amerika menciptakan zat baru yang secara kimia lebih tahan terhadap suhu ekstrem dan dapat ditambahkan ke baterai lithium berenergi tinggi.

“Anda membutuhkan pengoperasian suhu tinggi di daerah-daerah di mana suhu lingkungan dapat mencapai tiga digit dan jalanan menjadi lebih panas lagi,” kata penulis senior Profesor Zheng Chen dari Universitas California-San Diego.

“Pada kendaraan listrik, paket baterai biasanya terletak di bawah lantai, dekat dengan jalan yang panas. Selain itu, baterai juga memanas hanya karena dialiri arus listrik selama pengoperasian.”

“Jika baterai tidak dapat mentolerir pemanasan pada suhu tinggi ini, kinerjanya akan cepat menurun.”

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada hari Senin di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, para peneliti menjelaskan bagaimana dalam pengujian, baterai tersebut mempertahankan 87,5 persen dan 115,9 persen dari kapasitas energinya masing-masing pada suhu –40 Celcius (–104 Fahrenheit) dan 50 Celcius (122 Fahrenheit).

Mereka juga memiliki efisiensi Coulombik yang tinggi, masing-masing sebesar 98,2 persen dan 98,7 persen, yang berarti baterai dapat menjalani lebih banyak siklus pengisian daya sebelum berhenti berfungsi.

Hal ini disebabkan oleh elektrolit yang terbuat dari garam litium dan dibutil eter, cairan tak berwarna yang digunakan dalam beberapa industri manufaktur seperti farmasi dan pestisida.

Dibutil eter membantu karena molekulnya tidak mudah berinteraksi dengan ion litium saat baterai beroperasi dan meningkatkan kinerjanya pada suhu di bawah nol.

Selain itu, dibutil eter mudah tahan panas pada titik didihnya yaitu 141 derajat Celsius (285,8 derajat Fahrenheit), yang berarti ia tetap cair pada suhu tinggi.

Yang membuat elektrolit ini begitu istimewa adalah kemampuannya untuk digunakan dengan baterai litium-sulfur, yang dapat diisi ulang dan memiliki anoda yang terbuat dari litium dan katoda yang terbuat dari sulfur.

Anoda dan katoda adalah bagian-bagian baterai yang dilewati arus listrik.

Baterai litium-sulfur merupakan langkah signifikan selanjutnya dalam baterai kendaraan listrik karena dapat menyimpan energi hingga dua kali lebih banyak per kilogram dibandingkan baterai litium-ion saat ini.

Hal ini dapat menggandakan jangkauan kendaraan listrik tanpa meningkatkan bobotnya.bateraimengemas barang sambil tetap menekan biaya.

Sulfur juga lebih melimpah dan menyebabkan lebih sedikit kerusakan lingkungan dan manusia pada sumbernya dibandingkan kobalt, yang digunakan dalam katoda baterai lithium-ion tradisional.

Biasanya, ada masalah dengan baterai litium-sulfur – katoda sulfur sangat reaktif sehingga larut saat baterai beroperasi dan ini semakin parah pada suhu yang lebih tinggi.

Dan anoda logam litium dapat membentuk struktur seperti jarum yang disebut dendrit yang dapat menusuk bagian-bagian baterai karena menyebabkan korsleting.

Akibatnya, baterai ini hanya bertahan hingga puluhan siklus.

Elektrolit dibutil eter yang dikembangkan oleh tim UC-San Diego mengatasi masalah ini, bahkan pada suhu ekstrem.

Baterai yang mereka uji memiliki masa pakai siklus yang jauh lebih lama daripada baterai litium-sulfur biasa.

“Jika Anda menginginkan baterai dengan kepadatan energi tinggi, Anda biasanya perlu menggunakan kimia yang sangat keras dan rumit,” kata Chen.

“Energi tinggi berarti lebih banyak reaksi yang terjadi, yang berarti stabilitas berkurang, degradasi lebih cepat.

“Membuat baterai berenergi tinggi yang stabil saja sudah merupakan tugas yang sulit – mencoba melakukannya dalam rentang suhu yang luas bahkan lebih menantang lagi.

“Elektrolit kami membantu meningkatkan kinerja baik di sisi katoda maupun anoda sekaligus memberikan konduktivitas tinggi dan stabilitas antarmuka.”

Tim tersebut juga merekayasa katoda sulfur agar lebih stabil dengan cara mencangkokkannya ke polimer. Hal ini mencegah lebih banyak sulfur larut ke dalam elektrolit.

Langkah selanjutnya mencakup peningkatan skala teknologi baterai sehingga dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dan akan memperpanjang masa pakai siklusnya.