TEKNOLOGI BARU BATERAI YANG AKAN MENOPANG MASA DEPAN

Dunia membutuhkan lebih banyak tenaga, dan diharapkan minim pencemaran dan terbarukan. Strategi penyimpanan energi kita saat ini kebanyakan adalah Baterai Ion Lithiun yang merupakan teknologi paling mutakhir.  Namun apa yang akan kita dapatkan pada masa mendatang?

Mari kita mulai dengan beberapa karakter dasar baterai. Baterai adalah sekumpulan sel yang masing-masing memiliki elektroda positif(katoda), elektroda negatif (anoda), pemisah, dan elektrolit.

Menggunakan bahan kimia dan bahan-bahan kimia lainnya yang mempengaruhi sifat-sifat baterai itu sendiri, berapa banyak energi yang disimpan dan dikeluarkan, berapa banyak daya yang dapat diberikan atau berapa kali dapat dikosongkan dan diisi ulang (cycling capacity).

Perusahaan baterai terus bereksperimen untuk menemukan bahan kimia yang lebih murah, lebih padat, lebih ringan, dan lebih bertenaga. 

1. LITHIUM-ION Generasi baru.

Dalam baterai lithium-ion(Li-Ion), penyimpanan dan pelepasan energi disediakan oleh pergerakan ion lithium dari elektroda positif ke negatif bolak-balik melalui elektrolit. Dalam teknologi ini, elektroda positif bertindak sebagai sumber lithium awal dan elektroda negatif sebagai inang bagi lithium. Beberapa bahan kimia dikumpulkan dengan nama baterai Li-ion, sebagai hasil dari pemilihan dan pengoptimalan puluhan tahun yang mendekati kesempurnaan bahan aktif positif dan negatif. 

Oksida logam litium atau fostat adalah bahan yang paling umum digunakan sebagai bahan positif saat ini. 

Grafit atau silikon litium atau titanium oksida litium digunakan sebagai bahan negatif.

Dengan bahan dan desain sel yang sebenarnya, teknologi Li-ion diharapkan mencapai batas energi di tahun-tahun mendatang. Namun demikian, penemuan terbaru dari keluarga baru bahan aktif yang mengganggu harus membuka batasan saat ini. Senyawa inovatif ini dapat menyimpan lebih banyak litium dalam elektroda positif dan negatif dan memungkinkan pertama kalinya menggabungkan energi dan daya. Namun selain itu, kelangkaan dan kekritisan bahan baku juga diperhitungkan.

Apa keuntungannya?

Saat ini, diantara semua teknologi penyimpanan canggih, teknologi baterai li-ion memiliki tingkat kepadatan energi tertingi. Pengisian cepat ataupun suhu operasi (-50 hingga 125 125 ° C) yang dapat diatur dengan baik dengan pilihan desain sel dan bahan kimia. Selain itu, baterai Li-ion menampilkan keuntungan tambahan seperti self-discharge yang sangat rendan dan masa pakai yang sangat lama serta performa isi ulang ribuan siklus pengisian/pemakaian.

2. LITHIUM SULFUR

Dalam baterai Li-ion, ion litium disimpan dalam bahan aktif yang bertindak sebagai struktur induk yang stabil selama pengisian dan pengosongan. Dalam baterai litium-sulfur (Li-S), tidak ada struktur inang. Saat pemakaian, anoda lithium dikonsumsi dan belerang diubah menjadi berbagai senyawa kimia; selama pengisian, proses sebaliknya terjadi.

APA KEUNTUNGANNYA?

Baterai Li-S menggunakan bahan aktif yang sangat ringan: belerang di elektroda positif dan litium logam sebagai elektroda negatif. Inilah sebabnya mengapa kerapatan energi teoretisnya luar biasa tinggi: empat kali lebih besar daripada ion Li. Itu membuatnya cocok untuk industri penerbangan dan luar angkasa.

Saft telah memilih dan menyukai teknologi Li-S yang paling menjanjikan berdasarkan elektrolit solid state. Jalur teknis ini menghadirkan kepadatan energi yang sangat tinggi, umur panjang dan mengatasi kelemahan utama Li-S berbasis cairan (masa pakai terbatas, selfdischarge tinggi,…).

Lebih lanjut, teknologi ini melengkapi ion Li-padat berkat kepadatan energi gravimetri yang superior (+ 30% dipertaruhkan dalam Wh / kg).

3. SOLID STATE

Baterai solid-state menunjukkan perubahan paradigma dalam hal teknologi. Dalam baterai Li-ion modern, ion berpindah dari satu elektroda ke elektroda lain melintasi elektrolit cair (juga disebut konduktivitas ionik). Dalam baterai semua-solid-state, elektrolit cair diganti dengan senyawa padat yang memungkinkan ion litium bermigrasi di dalamnya. Konsep ini jauh dari baru, tetapi selama 10 tahun terakhir - berkat penelitian intensif di seluruh dunia - keluarga baru elektrolit padat telah ditemukan dengan konduktivitas ionik yang sangat tinggi, mirip dengan elektrolit cair, memungkinkan penghalang teknologi khusus ini diatasi.
Saat ini, upaya R&D Saft berfokus pada 2 jenis bahan utama: polimer dan senyawa anorganik, yang bertujuan untuk menyinergikan sifat fisika-kimia seperti kemampuan proses, stabilitas, konduktivitas…

APA KEUNTUNGANNYA?
Keuntungan besar pertama adalah peningkatan yang nyata dalam keamanan pada level sel dan baterai: elektrolit padat tidak mudah terbakar saat dipanaskan, tidak seperti elektrolit cair. Kedua, memungkinkan penggunaan bahan inovatif berkapasitas tinggi bertegangan tinggi, memungkinkan baterai yang lebih padat dan lebih ringan dengan masa simpan yang lebih baik sebagai hasilnya. mengurangi self-discharge. Selain itu, pada level sistem, ini akan membawa keuntungan tambahan seperti mekanika yang disederhanakan serta manajemen termal dan keselamatan.
Karena baterai dapat menunjukkan rasio daya-terhadap-berat yang tinggi, baterai tersebut mungkin ideal untuk digunakan dalam kendaraan listrik.

Sumber: saftbatteries.com