Baterai Lithium yang Mati Bisa Dihidupkan Kembali

Peneliti di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi, Stanford University berhasil menghidupkan kembali atau revitalisasi baterai lithium yang mati. Mereka menyatakan menemukan cara untuk merevitalisasi baterai lithium yang dapat diisi ulang dan dapat digunakan kembali.
"Hal ini berpotensi meningkatkan jangkauan kendaraan listrik dan masa pakai baterai pada perangkat elektronik generasi berikutnya," kata penulis utama studi dan mahasiswa program doktor, Fang Liu, dalam makalahnya yang diterbitkan di jurnal Nature.
Cara menghidupkan kembali baterai lithium yaitu dengan menemukan cara membuat lithium yang "mati" dapat terhubung kembali ke salah satu elektroda (anoda dan katoda) sehingga membuat sebagian darinya dapat terhubung kembali. Keterhubungan antar keduanya, bukan semata hanya membuat baterai hidup kembali, namun juga memperlambat degradasi dan meningkatkan masa pakai hingga hampir 30 persen.
"Kami sekarang mengeksplorasi potensi pemulihan kapasitas yang hilang dalam baterai lithium-ion menggunakan langkah pemakaian yang sangat cepat," kata peneliti pascadoktoral Stanford, Fang Liu, yang jadi penulis utama studi yang diterbitkan 22 Desember di Nature.
Ia menjelaskan, baterai lithium bekerja dengan ion positif berjalan bolak-balik dari anoda ke katoda dan sebaliknya. Seiring waktu, beberapa lithium logam menjadi tidak aktif secara elektrokimia, karena membentuk noda yang membuat lithium terisolasi dan tak lagi terhubung dengan elektroda.
"Hal ini mengakibatkan hilangnya kapasitas dan merupakan masalah khusus untuk teknologi logam lithium dan untuk pengisian cepat baterai lithium-ion," ujar dia.
Namun, dalam studi baru, para peneliti menunjukkan bahwa mereka dapat memobilisasi dan memulihkan lithium yang terisolasi untuk memperpanjang masa pakai baterai. "Saya selalu menganggap lithium terisolasi sebagai hal yang buruk, karena menyebabkan baterai rusak dan bahkan terbakar," kata seorang profesor di Stanford dan SLAC dan penyelidik di Stanford Institute for Materials and Energy Research (SIMES) yang memimpin penelitian tersebut, Yi Cui
Ia mengatakan tim peneliti menemukan cara menyambungkan kembali lithium mati ini secara elektrik dengan elektroda negatif untuk mengaktifkannya kembali. Dengan menerapkan tegangan ke katoda dan anoda baterai membuat noda lithium yang terisolasi secara fisik bergerak di antara elektroda membuat baterai menjadi hidup kembali.

Ideal dan Lebih Baik
Para ilmuwan membuat sel optik dengan katoda lithium-nikel-mangan-kobalt-oksida (NMC), anoda lithium dan noda lithium terisolasi di antaranya. Perangkat uji ini memungkinkan mereka untuk melacak secara seketika apa yang terjadi di dalam baterai saat digunakan.
Mereka menemukan bahwa noda lithium yang terisolasi dan belum mati sama sekali dapat merespons operasi baterai. Saat mengisi sel, noda perlahan bergerak menuju katoda saat pemakaian dengan bergerak secara perlahan ke arah yang berlawanan.
"Ini seperti cacing yang sangat lambat, menggerakkan kepalanya ke depan dan menarik ekornya untuk bergerak nanometer demi nanometer," papar Yi Cui.
"Dalam hal ini, noda diangkut dengan melarutkan di satu ujung dan menyimpan bahan ke ujung yang lain. Jika kita dapat membuat lithium terus bergerak, pada akhirnya akan menyentuh anoda dan membangun kembali sambungan listrik," lanjut dia.
Yi juga mengatakan, saat ini banyak penelitian sedang mencari cara untuk membuat baterai isi ulang yang ideal dengan bobot yang lebih ringan, masa pakai lebih lama, keamanan yang lebih baik, dan pengisian yang lebih cepat daripada teknologi lithium yang saat ini digunakan di ponsel, laptop, dan kendaraan listrik.
"Fokus khusus adalah pada pengembangan baterai lithium-logam, yang dapat menyimpan lebih banyak energi per volume atau berat. Misalnya, pada mobil listrik, baterai generasi berikutnya ini dapat meningkatkan jarak tempuh per pengisian daya dan mungkin memakan lebih sedikit ruang bagasi," ungkap dia. hay/I-1