Peneliti Tesla Mendemonstrasikan Baterai 100 Tahun, 4 Juta Mil

Salah satu kekhawatiran terbesar tentang EV adalah bahwa baterai perlu diganti setelah beberapa tahun, dengan biaya besar. Lagi pula, baterai ponsel cerdas Anda kemungkinan akan mengalami hari yang lebih baik hanya dalam waktu tiga tahun. Tetapi seorang peneliti Tesla sedang bersiap-siap untuk memulai ide ini untuk selamanya, setelah menunjukkan baterai yang berpotensi hidup lebih lama dari kebanyakan manusia.

Penggemar Tesla mungkin sudah pernah mendengar tentang Jeff Dahn. Dia adalah profesor di Universitas Dalhousie dan telah menjadi mitra penelitian Tesla sejak 2016. Fokusnya adalah meningkatkan kepadatan energi dan masa pakai baterai lithium-ion, serta mengurangi biayanya. Dahn tampaknya telah mencapai beban utama bersama dengan rekan-rekan di tim risetnya. Di sebuah makalah yang diterbitkan dalam Journal of the Electrochemical Society, kelompok tersebut mengklaim telah menciptakan desain baterai yang dapat bertahan 100 tahun dalam kondisi yang tepat.

Kertas Dahn membandingkan sel berdasarkan kimia Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 (“NMC 532”) dengan LiFePO4. Yang terakhir adalah bahan kimia "Lithium Iron Phosphate" (alias LFP) yang saat ini digunakan Tesla dalam mobil Model 3 standar buatan China yang diimpor ke Eropa. Kimia LFP memiliki kepadatan energi yang lebih rendah daripada alternatif Lithium-Ion yang lebih luas, tetapi lebih murah, lebih tahan lama, dan diduga lebih aman juga. LFP dapat bertahan hingga 12,000 siklus pengisian-pengosongan, jadi mengalahkannya dalam hal ini bukanlah prestasi yang berarti. Sel NMC 532 Dahn tidak menunjukkan kehilangan kapasitas setelah hampir 2,000 siklus. Makalah ini mengekstrapolasi ini untuk menyiratkan umur 100 tahun (mereka jelas belum menguji baterai selama itu).

Dahn juga mempresentasikan keynote pada bulan Maret di seminar baterai internasional di Orlando, Florida, di mana dia berbicara tentang "baterai 4 juta mil". Ini termasuk beberapa temuan di koran, sebelum dirilis bulan ini. Dahn punya sebelumnya menjanjikan "baterai sejuta mil", dan telah menguji sel berdasarkan kimia yang disesuaikan sejak Oktober 2017. Rupanya, mereka telah menjadi kuat dan setelah 4.5 tahun bersepeda terus menerus pada suhu kamar, mereka hanya melihat degradasi 5%. Ini berarti mereka dapat memberi daya pada EV sejauh 4 juta mil sebelum perlu diganti.

Bagian dari alasan umur panjang adalah peralihan dari katoda polikristalin ke kristal tunggal, yang tidak rusak begitu cepat selama siklus pengisian-pengosongan. Bahan kimia NMC 532 Dahn menggunakan kontras dengan bahan kimia NMC 811 yang saat ini digunakan oleh LG Chem, yang memiliki delapan bagian nikel di katodanya untuk setiap bagian mangan dan kobalt. Tahun lalu Tesla Model Y beralih dari NMC 811 ke sel kimia NCMA LG Chem, alias "nikel tinggi". Ini mahal dibandingkan dengan LFP atau NMC 811 tetapi menawarkan kepadatan tertinggi untuk jangkauan terpanjang. Kimia NCMA menggunakan nikel, kobalt, mangan, dan aluminium untuk katodanya, tetapi mayoritas adalah nikel (89%).

Kimia NMC 532 yang telah diuji Dahn menjanjikan lompatan maju lainnya dalam teknologi baterai. Namun, mobil tidak perlu bertahan 100 tahun, dan mereka juga tidak perlu menempuh 4 juta mil. Mengingat bahwa usia rata-rata kendaraan di AS adalah 12 tahun melakukan 14,000 mil per tahun, jarak rata-rata seumur hidup yang dikendarai oleh mobil Amerika adalah 168,000 mil, dan di Eropa jaraknya jauh lebih sedikit. Jadi, pada kenyataannya, baterai dengan daya tahan 4 juta mil akan memungkinkan aplikasi seperti kendaraan-ke-jaringan, yang akan meningkatkan laju siklus pengisian-pengosongan. Tetapi mereka lebih mungkin paling berguna untuk penyimpanan energi statis di rumah-rumah dan untuk kapasitas penyangga jaringan dari pasokan terbarukan yang terputus-putus.

Penggemar hidrogen sering berpendapat bahwa baterai hanyalah pengganti sementara sampai Kendaraan Listrik Sel Bahan Bakar dan sistem penyimpanan hidrogen menjadi arus utama. Tetapi dengan semua perkembangan yang terjadi dalam teknologi baterai yang terjadi, hidrogen kemungkinan akan terlalu sedikit, terlalu terlambat ketika tiba dalam volume untuk transportasi. Teknologi seperti yang sedang dikerjakan Dahn, di samping pengembangan lithium sulfur seperti dari Theion dan teknologi pengisian daya ultra-cepat seperti StoreDot's, berarti bahwa hanya dalam beberapa tahun baterai telah memecahkan semua masalah yang dihadapinya.