Ilmuwan Buat Baterai Lentur yang Tak Terkalahkan: Ditusuk atau Dipelintir Masih Berfungsi

Table of Contents

Ilmuwan sudah mengembangkan sebuah baterai hidrogel yang punya tekstur lentur layaknya gel. Baterai ini mampu memulihkan diri sendiri, tanpa adanya komponen racun dan dapat bertahan di kondisi basah. Bahkan, teknologi tinggi tersebut masih beroperasi optimal walaupun telah ditekuk atau dilepuhkan.

Baterai lithium-ion (Li-ion) biasa dapat menunjukkan performa yang memburuk saat berada dalam kondisi lingkungan dengan kadar air yang sangat tinggi atau rendah. Jumlah air yang berlebihan bisa merusak komponen baterai melalui proses korosi, sedangkan udara kering berpotensi membuat sel-sel baterai menjadi kering, sehingga mengurangi daya simpan energi serta umurnya.

Di samping itu, baterai memiliki potensi untuk menciptakan bahaya serius karena elektrolitnya yang bisa terbakar dan racun. Sebagai solusi atas permasalahan tersebut, para peneliti merancang ulang elektrolit tanpa menggunakan fluoride dari garam litium. Penemuan ini dipublikasikan di jurnal Science Advance pada 9 April 2025.

Baterai hidrogel mengandalkan elektrolit berbahan dasar air yang cenderung tak mudah terbakar serta minim risiko kebocoran atau ledakan ketimbang baterai Li-ion biasa. Sampel awal dari baterai Li-ion fleksibel ini memakai gel hidrogen untuk perannya sebagai elektrolit sekaligus pemisah. Selain itu, karena tanpa kandungan fluor, baterai tersebut pun menjadi ramah lingkungan dan kurang membahayakan bagi manusia.

Tahan siksaan

Tim melakukan tes pada prototype baterai fleksibel di beragam kondisi yang mereka juluki sebagai sesi "pengujian keras". Alat tersebut dicekik dengan pisau tajam, digunting, dibalurkan, dan ditempatkan dalam lingkungan suhu tinggi serta lembab ekstrim.

Akhirnya, baterai mampu menyimpan stabilitas kualitas dengan baik. Selain itu, baterai juga membuktikan kestabilannya. ambient operation (suhu di sekitar baterai) yang konsisten selama lebih dari 500 kali proses pengisian dan pemakaian dalam jangka waktu 1 bulan.

Hidrogel mampu menyimpan sekitar 19% dari jumlah air dalam kondisi kelembaban relatif 50%. Hal ini membuatnya bisa bekerja secara optimal sebagai elektrolit dalam baterai tanpa diperlukannya casing keras. Berbeda halnya dengan baterai Li-ion standar yang biasanya mengharuskan adanya casing tebal dan tahan terhadap gas untuk menjaga performanya.

Kombinasi gel hidrofil, ionik, serta bahan lentur yang mampu recovery Melakukan pengisian daya sendiri dapat membuat baterai mencaplok hingga 90% dari kapasitas awalnya, meskipun sudah terkena kerusakan fisik.

Electrolit berair dalam baterai hidrogel bergantung pada struktur polimernya, yang memperkecil massa materi tersebut. Tetapi hal ini menyebabkan batasan pada energi simpanannya. Kapabilitas penampungan daya untuk jenis baterai Li-ion standar dapat menjangkau sekitar 200 sampai dengan 300 watthour-kilogram (Wh/kg). Di sisi lain, kinerja baterai hidrogel hanya mampu mencapai rentang dari 50 hingga 150 Wh/kg.

Baterai konvensional lebih sesuai untuk perangkat dengan kebutuhan tenaga besar, misalnya mobil listrik atau sistem penyimpanan daya berkapasitas besar. Di sisi lain, baterai hidrogel lebih ideal bagi perangkit elektronik yang memerlukan energi terbatas, contohnya adalah pelacak kebugaran, sensor biomedis, serta pemantau kesehatan yang dimasukkan ke dalam pakaian.