Para Peneliti Menolak Hipotesis Degradasi Baterai Yang Meluas
KALBARNEWS.CO.ID (PERANCIS) - Molekul oksigen yang menyebabkan kerusakan pada baterai, yang sebelumnya ditemukan pada katode yang diperkaya litium, sebenarnya dihasilkan saat terpapar sinar-X yang digunakan untuk mencari molekul-molekul ini.
Para ilmuwan dari Skoltech, Universitas Montpellier, dan College de France membuat kesimpulan ini berdasarkan hasil penelitian mereka yang dipublikasikan di jurnal Nature Materials.
Kesimpulan ini akan membantu mengomersialkan baterai generasi baru. Tanggal 14.03.2025
Baterai dengan katode yang diperkaya litium mampu mengumpulkan sekitar 30% lebih banyak energi dibandingkan dengan baterai analog dengan katode litium-nikel-mangan-kobalt-oksida (NMC) standar.
Namun, hambatan untuk penyebaran baterai tersebut adalah penurunan kinerjanya seiring dengan bertambahnya jumlah siklus pengisian/pengosongan daya. Bahan katode dalam proses penggunaan mengalami perubahan, yang belum sepenuhnya dipelajari dan dapat menyebabkan hilangnya tegangan dan kapasitansi secara bertahap.
Para ilmuwan sepakat bahwa masalah ini terkait dengan proses oksidasi-reduksi yang melibatkan oksigen. Namun, esensi dari hubungan ini dengan atom oksigen tidak dipahami, dan kesenjangan teoritis ini menghambat pencarian solusi untuk masalah tersebut.
Salah satu hipotesis yang diterima secara umum (hingga saat ini) adalah sebagai berikut: selama masa pakai baterai, atom oksigen yang awalnya terbentuk dalam kisi kristal katode dilepaskan secara bertahap dan menghasilkan molekul O2 dalam pori-pori material.
Oksigen molekuler menunjukkan reaktivitas elektrokimia hampir nol, oleh karena itu, akumulasinya memperburuk kinerja baterai. Mengidentifikasi molekul O2 dalam material katode yang diperkaya litium dengan bantuan spektroskopi sinar-X mendukung hipotesis ini.
Namun, hal itu menimbulkan keraguan tentang penggunaan teknologi apa pun, karena pembentukan oksigen molekuler adalah proses yang tidak dapat diubah, dan sulit untuk memengaruhinya.
Para ilmuwan dari Skoltech, Universitas Montpellier, dan College de France berhasil menepis hipotesis ini berdasarkan hasil serangkaian uji yang dilakukan di Fasilitas Radiasi Sinkrotron Eropa (ESRF).
Para penulis mengetahui bahwa molekul biner oksigen gas (O₂), yang sebelumnya ditemukan di katode baterai ion litium, dihasilkan karena paparan sinar-X sepanjang spektrum sinar-X (RIXS).
“Untungnya, setelah artikel kami dipublikasikan, kami dapat menyatakan hipotesis tentang molekul oksigen di pori-pori material katode dapat dikenali sebagai sesuatu yang sudah mati dan hilang. Kami menganalisis data yang diperoleh selama pengujian hamburan sinar-X yang ekstensif, dan menunjukkan bahwa molekul oksigen yang terhalang di katode — yang kami yakini sebagai penyebab memburuknya kinerja — pada kenyataannya dengan probabilitas tinggi merupakan artefak pengukuran. Artinya, mereka dihasilkan di bawah paparan sinar-X yang digunakan untuk menemukannya” , Skoltech mengutip Dmitry Aksyonov, seorang karyawan Pusat Teknologi Energi.
Penemuan ini memungkinkan pengurangan ketidakpastian yang signifikan, yang telah lama ada di sekitar mekanisme oksidasi oksigen di katode. Sekarang bidang penelitian di bidang stabilisasi material katode dipersempit menjadi apa yang disebut oksigen terstruktur – atom yang kehilangan satu elektron dalam proses pengisian baterai.
Akan jauh lebih mudah untuk mengatasi tugas ini dibandingkan dengan oksigen molekuler di pori-pori. Hal ini membuat komersialisasi baterai baru lebih realistis. (Tim Liputan)
Editor : Aan
