Para ilmuwan dari Universitas Hanyang di Seoul telah mengembangkan cara baru untuk meningkatkan kinerja dan daya tahan baterai yang digunakan di berbagai perangkat elektronik dan kendaraan. Tekniknya terdiri dari mencuci dan melapisi katoda baterai dengan larutan khusus.
Baterai diperlukan untuk memberi daya pada banyak gadget dan mesin modern, mulai dari ponsel pintar dan laptop hingga mobil listrik dan robot. Namun, salah satu tantangan utama yang dihadapi pengembang baterai adalah meningkatkan kepadatan energi dan daya tahan sel baterai, terutama yang menggunakan bahan nikel tinggi (Ni) sebagai katoda.
Katoda nikel tinggi memiliki banyak keunggulan seperti kapasitas tinggi dan biaya rendah. Namun, mereka juga memiliki kelemahan yang signifikan - kecenderungan degradasi yang cepat karena reaktivitasnya yang tinggi terhadap interaksi dengan lingkungan. Hal ini menyebabkan pembentukan senyawa litium yang tidak diinginkan pada permukaan katoda dan reaksi samping yang berbahaya dengan elektrolit - cairan yang mengangkut muatan listrik di dalam baterai.
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan telah mengembangkan solusi sederhana namun efektif: mencuci katoda dengan air yang mengandung ion kobalt (Co) terlarut. Proses ini menghilangkan kelebihan litium dari permukaan katoda dan menciptakan lapisan tipis, seragam, kaya kobalt yang berfungsi sebagai pelindung. Lapisan ini mencegah kontak langsung katoda dengan elektrolit, sehingga mengurangi kemungkinan degradasi lebih lanjut.
Para ilmuwan juga menambahkan lapisan fluorida pada katoda yang dicuci, yang selanjutnya meningkatkan stabilitas dan keamanan baterai. Lapisan fluorida mencegah garam elektrolit terurai dan terbentuknya gelembung gas, yang dapat menyebabkan baterai membengkak dan bahkan meledak.
Para peneliti menguji teknik pencucian dan pelapisan mereka pada beberapa katoda nikel tinggi, yang secara signifikan meningkatkan kinerja dan masa pakainya. Katoda yang diberi perlakuan mempertahankan lebih dari 90% kapasitas aslinya setelah 500 siklus, dibandingkan dengan kurang dari 80% untuk katoda yang tidak diberi perlakuan. Mereka juga menunjukkan kepadatan energi yang lebih tinggi dan pembentukan gas yang lebih sedikit dibandingkan katoda konvensional.
Para ilmuwan berharap teknik mereka akan membuka jalan bagi pengembangan baterai yang lebih efisien dan andal untuk berbagai aplikasi, terutama untuk kendaraan listrik dan perangkat elektronik berukuran besar. Mereka juga berharap hasilnya dapat menginspirasi ilmuwan lain untuk menemukan cara baru untuk meningkatkan stabilitas dan daya tahan katoda yang diperkaya nikel.
Baca juga: