Penelitian tentang teknologi baterai terus berkembang, dengan salah satu inovasi terbaru berfokus pada penggunaan teknologi lithium-sulfur.
Dua tim peneliti independen tengah mempelajari penerapan teknologi ini untuk baterai. Satu tim fokus pada penelitian bahan katoda, sementara tim lainnya bekerja mengembangkan elektrolit padat.
Dalam penelitian pertama, tim yang dipimpin oleh Profesor Jong-sung Yu dari Departemen Ilmu dan Teknik Energi DGIST di Korea Selatan berhasil mengembangkan material karbon yang diberi nitrogen. Inovasi ini bertujuan untuk meningkatkan kecepatan pengisian daya pada baterai lithium-sulfur.
Material yang disintesis menggunakan metode reduksi panas yang dibantu oleh magnesium ini berfungsi sebagai penerima sulfur pada katoda baterai. Pendekatan tersebut menghasilkan baterai berperforma tinggi, dengan kapasitas mencapai 705 mAh hanya dalam waktu pengisian selama 12 menit.
Struktur karbon yang dihasilkan melalui reaksi antara magnesium dan nitrogen pada suhu tinggi dalam ZIF-8 memungkinkan peningkatan kapasitas sulfur dan memperbaiki kontak dengan elektrolit secara signifikan.
Menurut Techspot, hasilnya menunjukkan peningkatan kapasitas hingga 1,6 kali lipat dibandingkan dengan baterai konvensional saat menggunakan proses pengisian daya cepat.
Penggunaan nitrogen juga efektif dalam menekan perpindahan lithium polysulfide, sehingga baterai mampu mempertahankan kapasitasnya hingga 82% setelah melalui 1.000 siklus pengisian dan pengosongan daya.
Kolaborasi dengan Argonne National Laboratory mengungkap bahwa lithium sulfida yang terbentuk dengan orientasi spesifik dapat dihasilkan menggunakan material karbon berstruktur lapisan.
Temuan ini membuktikan bahwa penggunaan nitrogen dan struktur karbon berpori memberikan keuntungan signifikan dalam meningkatkan kapasitas asupan sulfur sekaligus mempercepat laju reaksi.
Dalam penelitian lain, tim peneliti dari China dan Jerman mengembangkan elektrolit padat yang dirancang untuk mengatasi reaksi kimia lambat antara ion lithium dan elemen sulfur. Elektrolit inovatif ini berbentuk seperti kaca dan dibuat dari campuran boron, sulfur, lithium, fosfor, serta yodium.
Ternyata, bahan paling krusial dalam elektrolit ini adalah yodium. Yodium berperan sebagai penengah dalam proses transfer elektron ke sulfur, yang secara signifikan mempercepat akselerasi reaksi elektroda.
Hasil pengujiannya sangat mengesankan. Ketika diisi dengan daya besar dari kosong hingga penuh dalam waktu satu menit, baterai dapat mempertahankan kapasitasnya dengan laju pengisian yang 25 kali lebih lambat dalam satu siklus pengisian.
Dengan kecepatan pengisian daya kelas menengah, baterai ini mampu mempertahankan kapasitas di atas 80% setelah lebih dari 25 ribu siklus pengisian dan pengosongan. Angka ini jauh melampaui ketahanan baterai lithium-ion konvensional, yang hanya dapat mempertahankan 80% kapasitasnya setelah 1.000 siklus pengisian dan pengosongan.
