Baterai lithium-sulfur punya kapasitas 5x dari lithium-ion

Di antara banyak kimia menarik yang digunakan untuk baterai generasi berikutnya, lithium-sulfur adalah salah satu dengan potensi signifikan. Ini dikarenakan kemampuannya untuk menyimpan hingga lima kali lebih banyak energi daripada solusi lithium-ion saat ini.

Para ilmuwan di Australia telah menghadirkan desain baru untuk arsitektur yang menjanjikan ini, melibatkan penambahan gula untuk mengatasi masalah stabilitas yang melekat. Dengan demikian menjadikan sebuah langkah yang membuat sel eksperimental terus aktif lebih dari 1.000 siklus.

Kapasitas tinggi yang dijanjikan oleh baterai lithium-sulfur adalah salah satu hal yang dimanfaatkan ilmuwan, tetapi mereka terhambat oleh masalah stabilitasnya. Saat elektroda sulfur positif baterai mengembang dan berkontraksi selama pengisian daya, elektroda ini mengalami tekanan yang signifikan dan cepat rusak. Sementara itu, elektroda negatif menjadi terkontaminasi oleh senyawa sulfur.

Tahun lalu, tim peneliti baterai di Monash University di Melbourne menemukan solusi untuk masalah ini. Para ilmuwan itu mengembangkan zat pengikat khusus yang menciptakan ruang ekstra di sekitar partikel sulfur, yang berarti mereka memiliki lebih banyak ruang untuk mengembang dengan aman selama pengisian. Hasilnya adalah baterai lithium-sulfur berkapasitas tinggi yang mampu bertahan lebih dari 200 siklus.

Dilansir dari New Atlas (20/9), kini ilmuwan tersebut menargetkan sisi lain, dimana elektroda lithium negatif secara efektif ditahan oleh sulfur. Terobosan ini berasal dari studi tahun 1988 yang menunjukkan bagaimana beberapa zat berbasis gula dapat mencegah degradasi dalam sedimen geologis dengan memfasilitasi ikatan yang kuat antara sulfida.

Tujuannya adalah untuk menerapkan hal tersebut ke baterai lithium-sulfur untuk mencegah pelepasan rantai belerang, yang disebut polisulfida, dari elektroda positif, yang cenderung bergerak dan membentuk pertumbuhan pada elektroda negatif.

Tim ilmuwan memperkenalkan aditif berbasis gula ke dalam arsitektur mirip jaringan dari elektroda, yang bertindak sebagai pengikat dan membentuk struktur mikro jaringan yang membantu mengatur perilaku polisulfida yang mengganggu. Sel eksperimental yang membawa aditif gula menunjukkan kapasitas sekitar 700 mAh per gram, yang dipertahankan selama 1.000 siklus.

Masih ada beberapa masalah yang harus diselesaikan sebelum baterai lithium-sulfur digunakan di ponsel dan kendaraan listrik, tetapi harapannya adalah ketika sudah digunakan, baterai jenis ini akan memungkinkan penggunaan untuk waktu yang jauh lebih lama, atau melintasi jarak yang lebih jauh. Para peneliti mengatakan teknologi mereka memiliki potensi untuk menyimpan dua sampai lima kali energi baterai lithium-ion saat ini.