Mengungkap Rahasia Pergerakan Elektrolit dalam Baterai Lithium-Sulfur untuk Energi Lebih Tahan Lama

Baterai lithium-sulfur (Li-S) memiliki potensi untuk menghasilkan energi yang lebih besar dibandingkan baterai lithium-ion biasa, menjadikannya pilihan menarik untuk aplikasi seperti kendaraan listrik jarak jauh dan teknologi antariksa. Namun, penggunaan elektrolit yang sedikit demi meringankan berat baterai berdampak pada distribusi elektrolit yang tidak merata dan mempercepat penuaan baterai. Tim riset dari Helmholtz-Zentrum Berlin berhasil menggunakan teknologi neutron tomography operando untuk pertama kalinya mengamati gerakan elektrolit dalam baterai Li-S pouch cell secara real-time selama pengisian dan pengosongan. Teknologi ini memungkinkan mereka melihat bagaimana elektrolit basah atau tidak pada berbagai bagian baterai tanpa merusak sel. Pengamatan menunjukkan bahwa area tertentu mengalami kekurangan basah elektrolit saat baterai dalam kondisi istirahat, terutama pada tahap awal. Istirahat singkat dapat memperbaiki kondisi basah, namun saat lebih lama, perbaikan tidak signifikan. Sebaliknya, siklus pengisian dan pengosongan membantu memperbaiki distribusi elektrolit serta memicu aktivasi sulfur yang meningkatkan kapasitas baterai. Selain itu, tim juga menemukan pola basah menyerupai siklus 'bernapas' yang mengikuti proses pelarutan dan pengendapan senyawa sulfur selama siklus pemakaian baterai. Pola ini berbeda dengan perilaku baterai lithium-ion konvensional dan menjadi kunci dalam memahami dinamika elektronik untuk baterai Li-S. Hasil penelitian ini memberikan wawasan penting untuk mengatasi kelemahan baterai lithium-sulfur yang cepat menua dan gagal. Pendekatan yang digunakan juga memberi produsen cara baru untuk menganalisis dan mengoptimalkan baterai Li-S secara non-destruktif, sehingga diharapkan baterai jenis ini dapat lebih efisien, tahan lama, dan siap pakai dalam berbagai aplikasi.