Alasan lain mengapa baterai tidak dapat diisi dalam hitungan menit — ScienceDaily
Top News

Alasan lain mengapa baterai tidak dapat diisi dalam hitungan menit — ScienceDaily

Para peneliti menemukan masalah baru yang memperumit pengisian cepat.

Tergesa-gesa membuat sampah, seperti kata pepatah. Pepatah seperti itu mungkin benar terutama untuk baterai, berkat sebuah studi baru yang berupaya mengidentifikasi alasan yang menyebabkan kinerja baterai lithium-ion yang diisi daya cepat menurun pada kendaraan listrik.

Dalam penelitian baru dari Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS (DOE), para ilmuwan telah menemukan perilaku kimia yang menarik dari salah satu dari dua terminal baterai saat baterai diisi dan dikosongkan.

Baterai lithium-ion mengandung katoda bermuatan positif dan anoda bermuatan negatif, yang dipisahkan oleh bahan yang disebut elektrolit yang menggerakkan ion lithium di antara keduanya. Anoda dalam baterai ini biasanya terbuat dari grafit — bahan yang sama ditemukan di banyak pensil. Dalam baterai lithium-ion, bagaimanapun, grafit dirakit dari partikel kecil. Di dalam partikel-partikel ini, ion litium dapat menyisipkan diri dalam proses yang disebut interkalasi. Ketika interkalasi terjadi dengan benar, baterai berhasil diisi dan dikosongkan.

Namun, ketika baterai diisi terlalu cepat, interkalasi menjadi urusan yang lebih rumit. Alih-alih masuk ke grafit dengan mulus, ion litium cenderung berkumpul di atas permukaan anoda, menghasilkan efek “pelapisan” yang dapat menyebabkan kerusakan terminal – tidak ada permainan kata pun – pada baterai.

“Pelapisan adalah salah satu penyebab utama kinerja baterai terganggu selama pengisian cepat,” kata ilmuwan baterai Argonne Daniel Abraham, seorang penulis studi. “Saat kami mengisi baterai dengan cepat, kami menemukan bahwa selain pelapisan pada permukaan anoda, ada penumpukan produk reaksi di dalam pori-pori elektroda.” Akibatnya, anoda itu sendiri mengalami beberapa tingkat ekspansi ireversibel, mengganggu kinerja baterai.

Menggunakan teknik yang disebut pemindaian nanodifraksi elektron, Abraham dan rekan-rekannya dari University of Illinois Urbana-Champaign mengamati perubahan penting lainnya pada partikel grafit. Pada tingkat atom, kisi atom grafit di tepi partikel menjadi terdistorsi karena pengisian cepat berulang, menghambat proses interkalasi. “Pada dasarnya, apa yang kita lihat adalah bahwa jaringan atom di grafit menjadi melengkung, dan ini mencegah ion lithium menemukan ‘rumah’ mereka di dalam partikel — sebaliknya, mereka menempel pada partikel,” katanya.

“Semakin cepat kita mengisi baterai kita, semakin tidak teratur anoda secara atom, yang pada akhirnya akan mencegah ion lithium untuk dapat bergerak maju mundur,” kata Abraham. “Kuncinya adalah menemukan cara untuk mencegah hilangnya organisasi ini atau entah bagaimana memodifikasi partikel grafit sehingga ion lithium dapat berinterkalasi lebih efisien.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Laboratorium Nasional DOE/Argonne. Asli ditulis oleh Jared Sagoff. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : totobet hk