Apakah QuantumScape Baru Saja Memecahkan Masalah Baterai Berusia 40 Tahun?

Apakah QuantumScape Baru Saja Memecahkan Masalah Baterai Berusia 40 Tahun?

[ad_1]

Jika kendaraan listrik akan sepenuhnya menggantikan peminum bensin di jalanan dunia, mereka akan membutuhkan jenis baterai yang sama sekali baru. Meskipun peningkatan yang stabil selama dekade terakhir dalam kepadatan energi dan masa pakai baterai lithium-ion, sel dalam EV baru masih tertinggal di belakang mesin pembakaran internal pada hampir semua metrik kinerja. Kebanyakan EV memiliki jangkauan kurang dari 300 mil, dibutuhkan lebih dari satu jam untuk mengisi ulang paket baterai mereka, sel kehilangan hampir sepertiga dari kapasitasnya dalam satu dekade, dan mereka menimbulkan risiko keamanan yang serius karena bahannya yang mudah terbakar.

Solusi untuk masalah ini telah diketahui selama beberapa dekade: Ini disebut baterai solid-state, dan didasarkan pada ide yang tampaknya sederhana. Alih-alih elektrolit cair konvensional — bahan yang mengirimkan ion litium di antara elektroda — ia menggunakan eloktrolit padat. Selain itu, terminal negatif baterai, yang disebut anoda, terbuat dari logam litium murni. Kombinasi ini akan mengirimkan kepadatan energinya melalui atap, memungkinkan pengisian daya sangat cepat, dan akan menghilangkan risiko kebakaran baterai. Tetapi selama 40 tahun terakhir, tidak ada yang mampu membuat baterai solid-state yang memenuhi janji ini — hingga awal tahun ini, ketika sebuah startup rahasia bernama QuantumScape mengklaim telah memecahkan masalah tersebut. Sekarang memiliki data untuk membuktikannya.

Pada hari Selasa, untuk pertama kalinya, salah satu pendiri dan CEO QuantumScape, Jagdeep Singh, secara terbuka mengungkapkan hasil pengujian untuk baterai solid-state perusahaan. Singh mengatakan baterai menyelesaikan semua tantangan inti yang telah mengganggu baterai solid-state di masa lalu, seperti masa pakai yang sangat pendek dan kecepatan pengisian daya yang lambat. Menurut data QuantumScape, selnya dapat mengisi hingga 80 persen kapasitas dalam 15 menit, mempertahankan lebih dari 80 persen kapasitasnya setelah 800 siklus pengisian, tidak mudah terbakar, dan memiliki kepadatan energi volumetrik lebih dari 1.000 watt-jam per liter pada tingkat sel, yang hampir dua kali lipat kepadatan energi sel lithium-ion komersial rak paling atas.

“Kami pikir kami adalah yang pertama menyelesaikan solid-state,” kata Singh kepada WIRED menjelang pengumuman. “Tidak ada sistem solid-state lain yang mendekati ini.”

Sel baterai QuantumScape adalah seukuran dan ketebalan kartu remi. Katoda, atau terminal positifnya, terbuat dari oksida kobalt mangan nikel, atau NMC, bahan kimia umum dalam baterai EV saat ini. Elektroda negatifnya, atau anoda, dibuat dari logam litium murni — tetapi lebih akurat untuk mengatakan bahwa ia tidak memiliki anoda sama sekali, karena dibuat tanpa anoda. Saat baterai habis saat digunakan, semua lithium mengalir dari anoda ke katoda. Kekosongan yang tersisa di sisi anoda — lebih tipis dari rambut manusia — untuk sementara dikompresi seperti akordeon. Prosesnya terbalik ketika baterai diisi, dan ion lithium membanjiri ruang anoda lagi.

“Desain bebas anoda ini penting karena mungkin inilah satu-satunya cara baterai lithium-metal dapat diproduksi saat ini dengan fasilitas manufaktur saat ini,” kata Venkat Viswanathan, insinyur mekanik yang mengerjakan baterai lithium-metal di Carnegie Mellon University dan penasihat teknis. ke QuantumScape. “Bebas anoda telah menjadi tantangan besar bagi komunitas.”

Tetapi kunci terobosan solid-state QuantumScape adalah pemisah keramik fleksibel yang berada di antara katoda dan anoda. Ini adalah materi yang menempatkan “padat” dalam keadaan padat. Seperti elektrolit cair yang berada di antara elektroda dalam sel konvensional, fungsi utamanya adalah mengangkut ion litium dari satu terminal ke terminal lainnya saat baterai diisi dan dilepaskan. Perbedaannya adalah solid separator juga bertindak sebagai penghalang yang menjaga dendrit litium — sulur logam yang terbentuk pada anoda logam litium selama siklus pengisian — agar tidak meliuk di antara elektroda dan menyebabkan korsleting.

Diposting oleh : joker123

Releated

2020 Adalah Salah Satu Tahun Terpanas dalam Catatan

2020 Adalah Salah Satu Tahun Terpanas dalam Catatan

[ad_1] Bumi menyala kebakaran tahun lalu (seandainya Anda lupa), dengan kebakaran hutan Pantai Barat yang memecahkan rekor, gelombang panas Siberia, dan badai Atlantik. Sekarang para ilmuwan pemerintah telah menghitung angka di balik kekacauan planet ini. NASA baru saja merilis laporan tahunan tentang suhu tahunan, dan dikatakan bahwa 2020 melampaui atau menyamai 2016 sebagai tahun terpanas […]