Mencegah Ledakan Baterai Lithium-Ion Dengan Berlian:
Dibandingkan dengan teknologi baterai lainnya, baterai Lithium ion (Li-ion) memiliki densitas energi yang relatif tinggi dan masa pakai yang lama. Perkembangan mereka selama bertahun-tahun telah memungkinkan mereka menjadi teknologi baterai pilihan di sejumlah area.
Ini termasuk menyalakan elektronik portabel, dan kendaraan listrik. Meskipun mereka memiliki karakteristik yang diinginkan dan mengungguli teknologi lain yang tersedia secara komersial, namun mereka bukannya tanpa masalah.
Baterai Li-ion dapat meledak dengan berbahaya dalam kondisi yang tepat. Hal ini menimbulkan kekhawatiran besar.
Potensi bahayanya sedemikian rupa sehingga maskapai penerbangan hanya mengizinkan teknologi baterai ini di bagasi jinjing. Saat topik baterai Li-ion yang meledak muncul, Samsung Galaxy Note 7 yang terkenal segera muncul di benak Anda.
Beberapa baterai dari perangkat Samsung yang akhirnya ditarik ini meledak begitu saja. Kontroversi terkait dengan meledaknya hoverboard juga muncul.
Penyebut umum antara 2 skenario ini merupakan bahwa ledakan tersebut disebabkan oleh baterai Li-ion yang rusak.
Sementara 2 kasus ini mendapat banyak perhatian, perangkat lain yang mengandung baterai Li-ion telah meledak sebelumnya.
Meskipun jarang dengan baterai yang dikontrol kualitasnya dengan baik, baterai Li-ion yang meledak merupakan risiko serius yang tidak boleh dianggap enteng. Sekelompok peneliti dari Universitas Drexel mengakui bahwa masih ada risiko yang terkait dengan teknologi baterai ini dan telah menghasilkan cerita yang menarik.
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 telusuri beberapa informasi latar belakang. Komponen utama baterai adalah sebagai berikut:
- Terminal positif dan negatif : Ini adalah titik kontak untuk peralatan listrik.
Mereka memungkinkan listrik mengalir dari baterai ke peralatan.
- Anoda dan katoda : Reaksi kimia terjadi pada elektroda ini yang bertanggung jawab untuk menghasilkan arus.
- Elektrolit : Ini adalah media yang memungkinkan aliran muatan antara katoda dan anoda.
Bagaimana Baterai Lithium Ion Gagal dan Selanjutnya Meledak
Ledakan pada baterai Li-ion terutama terjadi karena korsleting terminal positif dan negatif. Pembentukan struktur yang disebut dendrit di bagian dalam baterai dapat menyebabkan korsleting ini.
Korsleting adalah sambungan listrik yang menyebabkan aliran arus berlebih dan menghasilkan panas .
Dendrit adalah penumpukan yang dapat terbentuk di bagian dalam baterai Li-ion. Gambar di atas adalah dendrit, seperti yang terjadi pada baterai yang rusak.
| Universitas Drexel
Pada dasarnya, dendrit ini membuat arus pendek terminal positif dan negatif baterai, menghasilkan panas dalam jumlah besar dan memicu elektrolit di dalam baterai. Sebagian besar elektrolit mudah terbakar.
Saat dinyalakan, elektrolit biasanya akan menyebabkan ledakan.
Tindakan Keamanan
Syukurlah ada mekanisme keamanan dalam 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 Litium. Selain menekan pembentukan dendrit, konfigurasi ini juga mengurangi densitas energi baterai.
Jika elektroda ini terbuat dari Lithium murni, baterai akan memiliki sekitar 10 kali kapasitasnya saat ini. Namun, mereka juga lebih mungkin meledak karena peningkatan potensi pembentukan dendrit.
Cara ini cukup efektif. Namun, baterai dengan kualitas di bawah standar cenderung tidak melakukannya dengan benar yang dapat mengakibatkan ledakan.
Meskipun demikian, metode yang dijelaskan selanjutnya berpotensi menjadi mekanisme keamanan yang lebih baik.
Solusi Novel Peneliti Drexel
Tim Drexel menemukan solusi baru untuk menjaga kepadatan energi Lithium murni sekaligus meningkatkan keamanan. Mereka merancang baterai yang menggunakan elektroda Lithium murni.
Untuk menangkal pembentukan dendrit, mereka menanamkan larutan elektrolit dengan nanodiamonds.
Nanodiamond adalah berlian yang sangat kecil.
Nanodiamond secara drastis mengurangi risiko reaksi kimia yang terjadi pada elektroda yang mengakibatkan pembentukan dendrit. Litium dilapisi ke salah satu elektroda selama pengosongan baterai.
Nanodiamond memfasilitasi lapisan yang 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.