Inovasi Elektrolit Suhu Rendah Untuk Baterai Lithium-Ion Di Lingkungan Ekstrim

Baterai lithium-ion (LIB) sangat menurun performanya saat digunakan di suhu yang sangat rendah karena ion lithium tidak mudah bergerak, terjadi hambatan pada proses pengisian dan pengosongan, serta risiko pertumbuhan dendrit lithium yang berbahaya. Untuk itu, para peneliti dari Chang’an University dan Queensland University of Technology berkolaborasi melakukan riset tentang elektrolit baru yang dapat menjaga kinerja baterai di kondisi ekstrim ini.Penelitian ini mengeksplorasi berbagai jenis elektrolit suhu rendah yang terdiri dari ester-based, ether-based, nitrile-based, dan gel-polimer komposit. Setiap jenis elektrolit ini memiliki karakteristik berbeda, seperti titik beku, konstanta dielektrik, dan donor number yang mempengaruhi struktur pelarutan ion lithium, yang sangat penting untuk fungsi baterai pada suhu sangat rendah.Para peneliti juga menggunakan teknologi machine learning untuk memprediksi sifat-sifat elektrolit dari lebih 150.000 kandidat molekul, sehingga mempersingkat waktu pengembangan dari bulan menjadi jam. Model ini mengidentifikasi faktor penting seperti momen dipol dan radius molekuler, serta menghasilkan elektrolit non-fluorinasi yang mampu mempertahankan kapasitas hingga 99 % setelah 300 siklus pengisian pada suhu -30 °C.Salah satu pencapaian menonjol adalah pengembangan elektrolit gel-polimer yang memungkinkan modul sirkuit fleksibel beroperasi dengan baik hingga suhu -40 °C. Hal ini membuka peluang bagi aplikasi baru seperti perangkat komputasi dan sensor IoT yang bisa digunakan di wilayah dingin atau luar angkasa di masa depan.Ke depan, penelitian ini menyoroti kebutuhan untuk mengembangkan protokol pengujian suhu rendah yang standar, mengintegrasikan model fisika berbasis jaringan syaraf serta mengotomatisasi proses produksi elektrolit supaya teknologi ini bisa diterapkan secara komersial pada baterai berkapasitas besar, seperti pouch cell 8 Ah, dan berfungsi handal di berbagai kondisi ekstrem.