Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Baterai dual-ion berbasis grafit (GDIBs) menawarkan potensi besar untuk penyimpanan energi skala besar berkat biaya yang rendah, tegangan kerja yang tinggi, dan keberlanjutan. Namun, salah satu tantangan utama dalam pengembangan GDIBs adalah formulasi elektrolitnya. Elektrolit konsentrasi tinggi memainkan peran krusial dalam menentukan kepadatan energi dan umur siklus baterai, tetapi juga dapat mempengaruhi kinetika transportasi ion dan pembentukan antarmuka elektrolit padat (SEI). Penelitian terbaru yang dibahas dalam artikel ini menghadirkan kemajuan penting dalam formulasi elektrolit yang dapat meningkatkan kinerja GDIB secara signifikan.
Artikel ini melaporkan penggunaan formulasi elektrolit sangat terfokus yang menggabungkan garam lithium hexafluorophosphate (LiPF6) dan lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI). Formulasi ini menawarkan jendela stabilitas elektrokimia yang sangat luas hingga 6 V, yang memungkinkan pembentukan lapisan SEI dan lapisan pasif di anoda grafit dan kolektor arus, masing-masing. Jendela stabilitas elektrokimia yang luas ini sangat penting untuk mengatasi degradasi elektrolit dan korosi kolektor arus yang sering terjadi pada tegangan cut-off tinggi.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa dengan mengatur elektrolit konsentrasi tinggi LiFSI dengan LiPF6 dan aditif pelarut, efisiensi coulombik dari katoda grafit dapat ditingkatkan lebih jauh hingga sekitar 98%. Efisiensi coulombik yang tinggi menandakan bahwa sebagian besar kapasitas energi disimpan dan digunakan secara efektif selama siklus pengisian dan pengosongan baterai.
Hasilnya menunjukkan bahwa sel baterai GDIB dengan kemasan ini menunjukkan kapasitas sebesar 21 mAh/g pada tingkat 50 mA/g dan mempertahankan kapasitas 98,2% setelah 300 siklus. Kinerja ini menunjukkan umur siklus yang sangat baik dan stabilitas kapasitas yang tinggi, yang merupakan indikator penting dari keandalan baterai dalam aplikasi penyimpanan energi jangka panjang.
Selain itu, baterai ini menawarkan kepadatan energi sebesar 90,3 Wh/kg, bersama dengan efisiensi energi tinggi sebesar 87% dan tegangan pelepasan rata-rata 4,3 V. Kepadatan energi yang tinggi dan efisiensi energi yang baik menambah daya tarik GDIBs sebagai pilihan untuk penyimpanan energi berskala besar yang efisien dan ekonomis.
Dari perspektif teknik sistem termal dan energi terbarukan, hasil penelitian ini memberikan wawasan berharga tentang bagaimana formulasi elektrolit dapat mempengaruhi performa baterai. Formulasi elektrolit yang optimal tidak hanya meningkatkan kepadatan energi dan efisiensi, tetapi juga memastikan stabilitas dan umur siklus baterai yang lebih baik, yang sangat penting untuk aplikasi penyimpanan energi yang lebih luas.
Secara keseluruhan, artikel ini menyoroti kemajuan signifikan dalam teknologi baterai dual-ion berbasis grafit dan menawarkan pendekatan baru untuk meningkatkan kinerja elektrolit dalam baterai. Penemuan ini berpotensi membuka jalan bagi pengembangan baterai yang lebih efisien dan tahan lama, mendukung kebutuhan penyimpanan energi di masa depan dengan cara yang lebih berkelanjutan dan ekonomis.
