Baterai lithium-sulfur memiliki potensi besar menyimpan energi tinggi dengan bobot yang relatif ringan. Namun, kebanyakan baterai ini memerlukan ruang lebih besar, 1,5 hingga 2 kali lipat dari baterai lithium-ion saat ini, sehingga sulit untuk digunakan pada perangkat dengan ruang terbatas.
Sebuah inovasi terbaru mengembangkan desain baterai lithium-sulfur yang lebih tipis dengan mengubah bahan perekat (binder) pada elektroda. Tim peneliti menggunakan bahan berbasis protein untuk membuat binder tersebut menjadi struktur busa.
Setelah pengeringan, struktur busa ini meninggalkan banyak celah kecil berbentuk tabung dalam katoda, mirip dengan spons berlubang. Teknik ini memungkinkan baterai memiliki saluran yang tetap terbuka meskipun ditekan agar lebih padat dan tipis.
Proses calendering yang umum di industri baterai digunakan untuk menggulung dan menekan katoda. Berbeda dengan desain sebelumnya yang sering merusak rongga dalam katoda, struktur busa ini menjaga celah-celah kecil tetap utuh, sehingga katoda bisa menjadi tiga kali lebih tipis tanpa kehilangan saluran transportasi ion yang penting.
Celahan kecil tersebut berperan penting dalam mempertahankan kinerja baterai. Mereka memfasilitasi pergerakan ion dan bahan kimia lain saat baterai sedang bekerja. Jika tekanan terlalu tinggi dan rongga tertutup, efisiensi baterai akan menurun.
Masalah utama baterai lithium-sulfur selama ini adalah penurunan performa akibat penekanan ketat pada elektroda yang merusak struktur internal. Inovasi foam binder ini bertindak sebagai penyangga internal sehingga katoda tetap dapat dipadatkan tanpa menghambat pergerakan material di dalamnya.
Keunggulan desain ini juga terlihat pada kemampuan pengisian daya cepat. Dalam uji coba pengisian sekitar 15 menit, katoda tipis tersebut masih mampu menyimpan kapasitas tinggi tanpa mengalami penurunan signifikan, sebuah indikasi ketangguhan yang jarang ditemukan pada baterai lithium-sulfur generasi sebelumnya.
Meskipun hasil ini menjanjikan, informasi detail seperti ketahanan terhadap siklus pengisian ulang dan spesifikasi teknis lebih lanjut masih belum diungkap. Hal ini penting agar hasil penelitian dapat dibandingkan secara signifikan dengan baterai lain yang sudah ada di pasaran.
Pengembangan ini berpotensi menggandakan performa berdasarkan ukuran fisik baterai. Jika klaim ini terbukti konsisten, teknologi lithium-sulfur bisa lebih praktis dan efisien untuk perangkat elektronik yang membutuhkan baterai ringkas seperti smartphone, wearable, atau gadget portabel lainnya.
Tim peneliti kini berfokus pada peningkatan performa lebih cepat dan menjajaki penerapan komersial melalui perusahaan spin-off. Meski belum ada jadwal rilis produk dan tahap produksi massal, langkah selanjutnya adalah pembuktian hasil secara berulang dan demonstrasi pada lini manufaktur.
Beberapa poin penting yang perlu diperhatikan tentang teknologi ini adalah:
- Struktur busa protein menjaga celah internal katoda agar tetap terbuka walau dipadatkan.
- Ketebalan katoda berkurang hingga 3 kali lipat tanpa mengorbankan kapasitas energi.
- Pengisian cepat 15 menit tanpa penurunan signifikan menunjukkan daya tahan pada situasi pengisian cepat.
- Potensi peningkatan performa berdasarkan volume hingga dua kali lipat dibanding desain sebelumnya.
- Tahapan pengembangan komersial masih dalam proses tanpa target produk yang jelas.
Teknologi baterai lithium-sulfur dengan katoda tipis berbasis busa protein ini menawarkan solusi pada tantangan ukuran dan efisiensi energi. Jika berhasil diterapkan, pengguna dapat menikmati perangkat yang lebih ringkas tanpa menurunkan daya tahan baterai. Progres riset ini layak dipantau untuk melihat apakah bisa menggeser dominasi baterai lithium-ion dalam berbagai elektronik portabel.
-
-
-
-
