Courtesy of InterestingEngineering

Doping Tembaga Stabilkan Baterai Sodium-Ion, Perpanjang Umur dan Performa

Mengembangkan metode baru dengan doping tembaga untuk menstabilkan struktur β-NaMnO2 dalam baterai sodium-ion sehingga meningkatkan umur pakai dan performa baterai secara signifikan.

18 Jul 2025, 05.58 WIB

243 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Doping Cu pada β-NaMnO2 dapat mengatasi masalah penurunan kapasitas dan meningkatkan kinerja baterai natrium.
Oksida mangan merupakan alternatif yang berkelanjutan dan terjangkau untuk pengembangan baterai natrium.
Penelitian ini berpotensi membuka jalan bagi solusi penyimpanan energi yang lebih baik di berbagai aplikasi.

Tokyo, Jepang - Para ilmuwan di Jepang mengembangkan metode baru menggunakan doping tembaga pada material katoda baterai sodium-ion untuk mengatasi penurunan kapasitas yang biasanya terjadi akibat cacat struktural yang disebut stacking faults.

Baterai sodium-ion berpotensi sebagai alternatif hemat biaya dan ramah lingkungan dibandingkan baterai lithium-ion karena sodium adalah salah satu elemen yang paling melimpah di Bumi dan lebih mudah diperoleh.

Material katoda berbasis oksida mangan seperti NaMnO2 memiliki dua struktur kristal utama, namun yang bermasalah adalah fase β-NaMnO2 karena biasanya mengandung cacat yang mengurangi daya tahan baterai.

Doping tembaga pada β-NaMnO2 berhasil menghilangkan cacat ini sehingga baterai menunjukkan kinerja stabil tanpa penurunan kapasitas selama 150 siklus pengisian dan pengosongan.

Penelitian ini membuka kemungkinan penggunaan baterai sodium-ion yang lebih dapat diandalkan untuk perangkat elektronik hingga kendaraan listrik, sekaligus mengurangi ketergantungan pada logam langka seperti lithium.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/sodium-batteries-get-longer-life

Analisis Ahli

Profesor Shinichi Komaba

"Doping tembaga secara signifikan menurunkan cacat stacking faults pada β-NaMnO2 sehingga meningkatkan stabilitas dan siklus hidup baterai ion natrium, ini adalah terobosan besar untuk baterai yang lebih murah dan berkelanjutan."

Analisis Kami

"Penelitian ini sangat penting karena mengatasi salah satu kendala utama baterai natrium, yaitu stabilitas material katode yang menentukan umur dan performa baterai. Pendekatan doping tembaga membuka jalan baru untuk pengembangan baterai ion natrium yang lebih handal tanpa mengorbankan biaya produksi yang rendah."

Prediksi Kami

Dengan stabilisasi β-NaMnO2 menggunakan doping tembaga, baterai ion natrium akan semakin populer sebagai solusi penyimpanan energi yang lebih murah dan ramah lingkungan, menggantikan baterai litium terutama pada perangkat elektronik dan kendaraan listrik masa depan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus utama penelitian ini?

Fokus utama penelitian ini adalah meningkatkan kinerja dan umur panjang baterai natrium dengan menggunakan oksida mangan sebagai bahan katoda.

Mengapa NaMnO2 dianggap sebagai bahan katoda yang menjanjikan?

NaMnO2 dianggap sebagai bahan katoda yang menjanjikan karena ketersediaan mangan dan natrium yang lebih tinggi dibandingkan litium, serta biaya yang lebih rendah.

Apa masalah yang dihadapi oleh fase β-NaMnO2?

Masalah yang dihadapi oleh fase β-NaMnO2 adalah adanya fase kekurangan Na dan cacat yang mengakibatkan penurunan kapasitas selama siklus pengisian/pengosongan.

Bagaimana doping Cu dapat memperbaiki kinerja β-NaMnO2?

Doping Cu dapat memperbaiki kinerja β-NaMnO2 dengan menstabilkan fase dan mengurangi cacat yang ada, sehingga meningkatkan kinerja elektroda.

Apa dampak dari penelitian ini terhadap masa depan penyimpanan energi?

Penelitian ini dapat berdampak positif pada penyimpanan energi masa depan, termasuk aplikasi di kendaraan listrik dan elektronik konsumen.