Mencegah Ledakan Baterai Lithium-Ion Dengan Berlian

Dibandingkan dengan teknologi baterai lainnya, baterai Lithium ion (Li-ion) memiliki kepadatan energi yang relatif tinggi dan masa pakai yang lama. Perkembangan mereka selama bertahun-tahun telah memungkinkan mereka menjadi teknologi baterai pilihan di sejumlah bidang.

Ini termasuk menyalakan elektronik portabel, dan kendaraan elektrik. Meskipun mereka memiliki karakteristik yang diinginkan dan mengungguli teknologi lain yang tersedia secara komersial, mereka bukannya tanpa masalah.

Baterai Li-ion berbahaya dapat meledak di bawah kondisi yang tepat. Hal ini menyebabkan keprihatinan besar. Potensi bahaya mereka adalah bahwa maskapai penerbangan hanya mengizinkan teknologi baterai ini di bagasi jinjing.

Ketika topik ledakan baterai Li-ion muncul, yang terkenal Samsung Galaxy Note 7 langsung terlintas di pikiran. Beberapa baterai perangkat Samsung ini akhirnya ditarik kembali meledak begitu saja.

Kontroversi terkait dengan hoverboard meledak juga muncul. Persamaan umum antara 2 skenario ini adalah bahwa ledakan itu disebabkan oleh baterai Li-ion yang rusak.

Sementara 2 kasus ini mendapat banyak perhatian, perangkat lain berisi baterai Li-ion telah meledak sebelumnya. Meskipun jarang terjadi dengan baterai yang dikontrol dengan baik, baterai Li-ion yang meledak adalah risiko serius yang tidak boleh dianggap enteng.

Sekelompok peneliti dari Universitas Drexel menyadari bahwa masih ada risiko yang terkait dengan teknologi baterai ini dan telah muncul twist yang menarik untuk cerita ini. Mereka menggunakan berlian untuk membuat baterai lebih stabil! Saya benar-benar ingin memberi tahu Anda semua tentang solusi baru ini, tetapi pertama-tama, mari kita lihat beberapa informasi latar belakang.

Bagaimana Baterai Lithium Ion Gagal dan Selanjutnya Meledak

Ledakan pada baterai Li-ion terutama terjadi karena hubungan arus pendek pada terminal positif dan negatif. Pembentukan struktur yang disebut dendrit di bagian dalam baterai dapat menyebabkan korsleting ini.

Pada dasarnya, dendrit ini membuat hubungan pendek terminal positif dan negatif baterai, menghasilkan panas dalam jumlah besar dan memicu elektrolit di dalam baterai.

Kebanyakan elektrolit mudah terbakar. Saat dinyalakan, elektrolit biasanya akan menyebabkan ledakan.

Tindakan Keamanan

Untungnya langkah-langkah mekanisme keamanan ada pada baterai Li-ion berkualitas tinggi.

Tindakan saat ini

Untuk mencegah pembentukan dendrit, baterai Li-ion yang beredar di pasaran saat ini menggunakan elektroda grafit yang diisi dengan Lithium. Sementara konfigurasi ini, menekan pembentukan dendrit, juga mengurangi kepadatan energi baterai.

Jika elektroda ini terbuat dari Lithium murni, baterai akan memiliki sekitar 10 kali kapasitasnya saat ini. Namun, mereka juga akan lebih mungkin meledak karena peningkatan potensi pembentukan dendrit.

Cara ini cukup efektif. Namun, kualitas baterai di bawah standar cenderung tidak tepat sehingga dapat menyebabkan ledakan. Meskipun demikian, metode yang dijelaskan selanjutnya berpotensi menjadi mekanisme keamanan yang lebih baik.

Solusi Novel Peneliti Drexel

Tim Drexel menemukan solusi baru untuk mempertahankan kepadatan energi Lithium murni sambil meningkatkan keamanan. Mereka merancang baterai yang menggunakan elektroda Lithium murni. Untuk melawan pembentukan dendrit, mereka memasukkan larutan elektrolit dengan nanodiamonds.

Nanodiamonds adalah berlian yang sangat kecil.

Nanodiamond secara drastis mengurangi risiko reaksi kimia yang terjadi pada elektroda yang menghasilkan pembentukan dendrit. Lithium dilapisi ke salah satu elektroda selama pelepasan baterai. Nanodiamonds memfasilitasi lapisan seragam, mencegah dendrit.

Pikiran Akhir

Tim mengakui bahwa meskipun metode ini cukup efektif berdasarkan pengujian mereka, sulit untuk mengatakan bahwa metode mereka akan sepenuhnya menghilangkan pembentukan dendrit. Dengan demikian, metode ini cukup menjanjikan karena meningkatkan keamanan dan memungkinkan baterai berkapasitas lebih tinggi.