Ilmuwan di Inggris melaporkan terobosan dalam baterai lithium-oksigen, yang dicapai dengan bereksperimen dengan komposisi elektrolit yang berbeda. Bekerja dengan cairan ionik, mereka mampu mengubah resep elektrolit untuk meminimalkan reaksi yang tidak diinginkan selama siklus baterai, dan sangat meningkatkan kinerja dan stabilitas.
Bahan dan desain baru yang menjanjikan kinerja yang jauh lebih tinggi menghadapi tantangan dan keterbatasan dalam hal mencapai potensinya dalam perangkat praktis dan menunjukkan stabilitas jangka panjang.
Dan ini terutama berlaku untuk baterai yang menggunakan litium atau bahan anoda logam transisi lainnya, yang cenderung cepat kehilangan kinerja karena pembentukan dendrit – struktur seperti cabang yang tumbuh menjadi elektrolit dan bahkan menyeberang ke sisi katoda, menyebabkan korsleting.
Baterai solid-state saat ini tampaknya paling menjanjikan untuk memecahkan masalah ini, namun beberapa pendekatan lain juga menarik perhatian para peneliti, di antaranya baterai lithium-oksigen.
Sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Universitas Liverpool (UoL) Inggris telah menemukan bahwa kontrol yang cermat terhadap komposisi elektrolit dapat secara efektif “mematikan” reaktivitas komponen tertentu dan meminimalkan munculnya reaksi samping yang tidak diinginkan yang terjadi selama siklus baterai, termasuk pertumbuhan dendrit.
Kelompok ini bekerja dengan berbagai formulasi pelarut, garam, dan cairan ionik, dan menemukan bahwa menambahkan cairan ionik memungkinkan mereka mencapai hasil stabilitas yang jauh lebih baik.
“Sangat menarik melihat melalui penggunaan perhitungan dan data eksperimen kami dapat mengidentifikasi parameter fisik utama yang memungkinkan formulasi menjadi stabil terhadap antarmuka elektroda logam litium,” kata Pooja Goddard dari Loughborough University, yang berkolaborasi di penelitian.
Solusi elektrolit mereka yang dioptimalkan dijelaskan secara lengkap dalam makalah Parameter Desain untuk Elektrolit Campuran Pelarut Molekul-Molekul Ionik untuk Mengaktifkan Perputaran Logam Li Yang Stabil di Dalam Baterai Li-O2, diterbitkan dalam Bahan Fungsional Lanjutan.
Pengoptimalan memungkinkan mereka untuk mendemonstrasikan sel baterai dengan efisiensi Coulomb 94% serta lebih dari 900 jam ciclyng tanpa peningkatan potensi berlebih. “Pekerjaan ini mencontohkan strategi desain elektrolit yang berguna untuk baterai Li-udara yang didukung dengan sains yang sangat baik dalam kolaborasi yang hebat,” tambah Enrico Petrucco dari Johnson Matthey PLC – perusahaan bahan kimia yang berbasis di London yang bermitra dengan UoL dalam penelitian ini.
“Ini mendorong kita selangkah lebih dekat menuju rute praktis untuk mengatasi tantangan Li-air yang kompleks.”
Kelompok tersebut mengatakan bahwa elektrolit dapat ditingkatkan lebih jauh melalui penyesuaian khusus dari garam lithium dan cairan ionik untuk mencapai viskositas yang lebih rendah dan pengenalan yang hati-hati dari elemen keempat, aditif pengencer non-solvating, ke campuran elektrolit juga akan bermanfaat. menyelidiki.
