Revolusi Baterai Litium Tembus 700 Wh/kg: Lebih Efisien di Suhu Dingin

Masalah utama pada baterai litium komersial saat ini terletak pada elektrolitnya yang menggunakan pelarut karbonat ester. Pelarut tradisional ini memiliki daya basah (wettability) yang buruk sehingga membutuhkan jumlah yang banyak, yang pada akhirnya membatasi peningkatan kepadatan energi baterai. Selain itu, interaksi kuat pada sistem lama menghambat transfer muatan pada antarmuka, sehingga baterai sulit berfungsi di bawah suhu -50°C.

Untuk mengatasi hambatan tersebut, tim peneliti mengembangkan sistem koordinasi litium-fluorin baru untuk menggantikan model koordinasi litium-oksigen yang konvensional. Pelarut hidrokarbon berfluorinasi yang baru ini menawarkan efisiensi pemanfaatan yang jauh lebih tinggi, sehingga jumlah elektrolit yang diperlukan dapat dikurangi secara signifikan namun tetap mampu menghantarkan daya dengan cepat.

Salah satu keunggulan paling menonjol dari teknologi ini adalah ketahanannya terhadap cuaca ekstrem. Jika baterai biasa kehilangan fungsi secara drastis saat suhu membeku, sistem elektrolit baru ini justru tetap stabil. Meskipun pada suhu ruangan baterai ini mencapai 700 Wh/kg, ia tetap mampu mempertahankan kepadatan energi yang tinggi hingga hampir 400 Wh/kg bahkan dalam lingkungan sedingin -50°C.

Mengenai mekanisme teknisnya, Profesor Zhao Qing memberikan penjelasan langsung mengenai kunci dari penemuan ini. Zhao Qing menjelaskan bahwa, “Kunci untuk mencapai pelarutan garam litium melalui koordinasi fluorin terletak pada pengaturan kerapatan elektron atom fluorin dan hambatan spasial molekul pelarut.”

Dengan pengaturan ini, baterai tidak hanya menjadi lebih bertenaga secara kapasitas, tetapi juga memiliki toleransi suhu rendah yang luar biasa.

Loncatan teknologi dari 300 Wh/kg (rata-rata baterai saat ini) ke 700 Wh/kg akan mengubah lanskap berbagai industri secara radikal. Kapasitas energi yang lebih besar berarti kendaraan listrik dapat menempuh jarak yang jauh lebih jauh dengan bobot baterai yang lebih ringan, atau memungkinkan perangkat elektronik bekerja jauh lebih lama tanpa pengisian daya berulang.

Akademisi Chen Jun menekankan pentingnya aplikasi teknologi ini di masa depan dalam pernyataan langsungnya. Beliau mengatakan, “Baterai berenergi tinggi berdasarkan elektrolit ini memiliki potensi aplikasi yang luas pada kendaraan energi baru, robot cerdas, ekonomi dataran rendah, serta di wilayah yang sangat dingin dan aplikasi kedirgantaraan.”