Seiring dengan meningkatnya permintaan untuk komputasi seluler dan mobil serba listrik, keterbatasan teknologi baterai saat ini menjadi penghalang. Diciptakan pada tahun 1790-an oleh fisikawan Italia Alessandro Volta, baterai listrik telah menjadi pekerja keras di banyak gadget, perangkat, dan mesin.
Karena perangkat konsumen menjadi lebih kecil dan penggunaannya yang tidak terputus sebelum mengisi ulang menjadi lebih penting, hal itu juga menjadi semakin penting bagi baterai untuk dibuat mini dan lebih hemat energi. Namun, ini telah terbukti menjadi rintangan teknologi yang, jika dilampaui, akan menjadi perkembangan yang penting dan menguntungkan bagi ekonomi teknologi tinggi di masa depan.
Apa Peluang Investasi Teknologi Baterai Baru?
Semua baterai listrik bergantung pada reaksi kimia fundamental dari reduksi dan oksidasi (redoks) yang dapat terjadi antara dua bahan berbeda. Reaksi ini disimpan dalam wadah tertutup dan tertutup. Katoda, atau terminal positif dikurangi oleh anoda, atau terminal negatif, di mana terjadi oksidasi. Katoda dan anoda dipisahkan secara fisik oleh elektrolit yang memungkinkan elektron mengalir dengan mudah dari satu terminal ke terminal lainnya. Aliran elektron ini menyebabkan potensial listrik, yang memungkinkan adanya arus listrik saat rangkaian selesai dibuat.
Baterai konsumen sekali pakai (dikenal sebagai baterai primer), seperti sel berukuran AA dan AAA yang diproduksi oleh perusahaan seperti Energizer ( ENR ), mengandalkan teknologi yang tidak kondusif untuk aplikasi modern. Pertama, mereka tidak dapat diisi ulang. Baterai yang disebut alkaline ini menggunakan katoda mangan dioksida dan anoda seng, dipisahkan oleh elektrolit kalium dioksida encer. Elektrolit mengoksidasi seng di anoda sedangkan mangan dioksida di katoda bereaksi dengan ion seng teroksidasi untuk menghasilkan listrik. Secara bertahap, produk sampingan reaksi menumpuk di elektrolit dan jumlah seng yang tersisa untuk dioksidasi berkurang. Akhirnya, baterai akan mati. Baterai ini biasanya menyediakan 1,5 volt listrik dan dapat diatur secara serial untuk meningkatkan jumlah tersebut. Misalnya, dua baterai AA secara seri menyediakan tiga volt listrik.
Baterai isi ulang (dikenal sebagai baterai sekunder) bekerja dengan cara yang hampir sama, memanfaatkan reaksi oksidasi reduksi antara dua bahan, tetapi juga memungkinkan reaksi mengalir secara terbalik. Baterai isi ulang yang paling umum digunakan di pasaran saat ini adalah lithium-ion (LiOn), meskipun berbagai teknologi lain juga dicoba untuk mencari baterai isi ulang yang bisa diterapkan, termasuk nikel-metal hidrida (NiMH) dan nikel-kadmium (NiCd).
NiCd adalah baterai isi ulang pertama yang tersedia secara komersial untuk penggunaan pasar massal tetapi hanya mampu diisi ulang dalam jumlah terbatas. NiMH menggantikan baterai NiCd dan dapat diisi lebih sering. Sayangnya, mereka memiliki umur simpan yang sangat pendek, jadi jika tidak digunakan segera setelah diproduksi, mereka bisa menjadi tidak efektif. Baterai LiOn memecahkan masalah ini dengan datang dalam wadah kecil, memiliki umur simpan yang lama, dan memungkinkan banyak pengisian. Tapi, baterai LiOn bukan yang paling umum digunakan dalam elektronik konsumen seperti perangkat seluler dan komputer laptop. Baterai ini jauh lebih mahal daripada baterai alkaline sekali pakai dan biasanya tidak tersedia dalam ukuran tradisional AA, AAA, C, D dll.
Jenis baterai isi ulang terakhir yang paling dikenal orang adalah baterai asam timbal cair, yang paling umum digunakan sebagai baterai mobil. Baterai ini dapat memberikan banyak tenaga (seperti saat menyalakan mobil dalam keadaan dingin), tetapi mengandung bahan berbahaya, termasuk timbal dan asam sulfat, yang digunakan sebagai elektrolit. Jenis baterai ini harus dibuang dengan hati-hati agar tidak mencemari lingkungan atau membahayakan fisik orang yang menanganinya.
Tujuan dari teknologi baterai saat ini adalah untuk membuat baterai yang dapat menyamai atau meningkatkan kinerja baterai LiOn, tetapi tanpa biaya yang besar terkait dengan produksinya. Dalam keluarga lithium ion, upaya telah difokuskan pada penambahan bahan tambahan untuk meningkatkan keefektifan baterai sekaligus menurunkan label harga. Misalnya, pengaturan litium-kobalt (LiCoO2) sekarang ditemukan di banyak ponsel, laptop, kamera digital, dan produk yang dapat dikenakan. Sel litium-mangan (LiMn2O4) paling sering digunakan untuk perkakas listrik, instrumen medis, dan powertrain listrik, seperti yang ditemukan pada kendaraan listrik.
Saat ini, ada tim yang sedang melakukan kapasitas daripada baterai LiOn pada umumnya. Baterai ini secara harfiah akan “menghirup” udara dengan menggunakan oksigen bebas untuk mengoksidasi anoda. Meskipun teknologi ini tampak menjanjikan, ada sejumlah masalah teknologi, termasuk peningkatan cepat produk sampingan yang menurunkan kinerja dan masalah “kematian mendadak” di mana baterai berhenti bekerja tanpa peringatan.
Baterai logam litium juga merupakan perkembangan yang mengesankan, menjanjikan efisiensi energi hampir empat kali lebih banyak daripada teknologi baterai mobil listrik saat ini. Jenis baterai ini juga jauh lebih murah untuk diproduksi, yang akan menurunkan biaya produk yang menggunakannya. Masalah keselamatan, bagaimanapun, menjadi perhatian utama karena baterai ini dapat menjadi terlalu panas, menyebabkan kebakaran, atau meledak jika rusak. Teknologi baru lainnya yang sedang dikerjakan termasuk lithium-sulfur dan silikon-karbon, tetapi sel-sel ini masih dalam tahap awal penelitian dan belum layak secara komersial. Ada juga beberapa perkembangan yang terjadi di sekitar baterai bertenaga surya.
Berinvestasi dalam Teknologi Baterai
Jika dan ketika teknologi baterai lepas landas ke arah baru yang menarik ini, itu akan menurunkan biaya produksi untuk elektronik konsumen dan untuk kendaraan listrik seperti yang diproduksi oleh Tesla Motors ( gigafactory ‘ untuk tidak hanya memproduksi lebih banyak kendaraan tetapi juga memproduksi baterai LiOn sendiri di rumah, dalam hubungannya dengan raksasa elektronik Jepang Panasonic (ADR: PCRFY). Dengan menangani masalah produksi baterai ke tangan mereka sendiri, Tesla mungkin telah menemukan cara yang bagus untuk mendapatkan eksposur investasi untuk mobil listrik dan teknologi baterai.
Pasar teknologi baterai agak rabun dengan teknologi baru, perkembangan, dan kemitraan yang melambungkan industri ke depan. “ Laporan Perusahaan Manufaktur Baterai Lithium-Ion 20 Teratas 2018 ” dari Visiongain memberikan banyak wawasan tentang pasar teknologi baterai dan produsen topnya. Perusahaan dalam laporan tersebut meliputi:
- A123 Systems Inc.
- Perusahaan Pasokan Energi Otomotif (AESC)
- Perusahaan Industri Penerbangan China (AVIC)
- BYD Company Ltd.
- CBAK Energy Technology Inc.
- Comt Temporary Amperex Technology Ltd (CATL)
- GS Yuasa Corporation
- Hefei Guoxuan High-tech Power Energy Co., Ltd
- Hitachi Chemical Co., Ltd.
- Johnson Controls International Plc.
- LG Chem
- Microvast Inc.
- Perusahaan Panasonic
- Baterai Saft
- Samsung SDI Co. Ltd.
- TDK Corporation / Ampere Technology Ltd (ATL)
- Tesla Inc.
- Tianjin Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.
- Tianneng Power International Ltd.
- Toshiba Corporation