Dalam kurun waktu beberapa tahun terakhir, cukup banyak kasus ponsel meledak yang bersumber dari baterai lithium-ion. Penyebab utama biasanya terjadi karena aktivitas kimia dalam baterai yang tidak sempurna, sehingga menimbulkan kefatalan.
Melihat rentetan kejadian ponsel meledak akibat baterai, sekelompok peneliti mengembangkan cara untuk mencegah kejadian ini berulang. Mereka membuat baterai yang lebih aman menggunakan elektrolit padat yang anti-terbakar.
Namun, solid-state baterai ini masih butuh penyempurnaan.
“Dalam baterai lithium-ion, potongan plastik yang tipis memisahkan dua elektrode. Jika baterai rusak dan luaran plastik gagal, elektrode bisa bersentuhan dan menyebabkan cairan elektrode memicu api,” terang salah satu peneliti, Gabriel Veith, Ph.D.
Selagi masih dalam penyempurnaan, Veith mengatakan jika timnya membuat alternatif dengan mencampur sebuah zat aditif ke elektrolit konvensional untuk membuat elektrolit yang lebih tahan benturan.
Ketika terbentur, elektrolit itu akan memadat dan mencegah elektrode bergesekan ketika baterai rusak saat terjatuh. Jika elektrode tidak saling bergesekan, maka tidak akan ada percikan api.
Terlebih, menggabungkan zat aditif hanya akan membutuhkan sedikit penyesuaian pada proses pembuatan baterai konvensional. Penemuan Veith ini terinspirasi saat ia bermain bersama anaknya.
Kala itu mereka sedang bermain sebuah eksperimen sains populer yang umum disebut “oobleck”. Oobleck hanya membutuhkan dua bahan yakni tepung kaji atau maizena dan air. Kedua bahan itu lalu dicampur dalam takaran tertentu.
Campuran tersebut akan berubah sesuai tingkat kekentalannya (viskositas) dari padat ke cair atau sebaliknya, tergantung tekanan yang diberikan.
“Jika Anda menaruh campuran itu ke penggorengan, zat itu akan bergerak seperti benda cair sampai anda memberikan tekanan, dan (setelah memberi tekanan) benda itu akan memadat,” jelas Veith seperti dikutip Tech Explore.
Ia melanjutkan setelah tekanan hilang, maka cairan akan kembali mencair seperti sedia kala. Dari sini Veith mulai menyadari jika cara itu bisa diaplikasikan ke komponen baterai untuk membuatnya lebih aman.
Namun karakter zat tersebut tergantung dari koloid yang dicampurkan, yakni suspensi yang kecil dan partikel padat dalam cairan. Dalam implementasinya ke baterai, Vaith mengganti bahan kanji menjadi silika tersuspensi di dalam cairan elektrolit.
Dampaknya, cairan silika akan berkumpul dan memblok aliran cairan dan ion. Peneliti menggunakan partikel silika berdiameter 200 nanomater. “Jika Anda memiliki ukuran partikel berukuran sama, partikel akan menyebar secara homogen dalam elektrolit, dan itu bisa bekerja dengan baik,” papar Veith.
Sebaliknya, jika ukurannya tidak seragam, maka cairan menjadi kurang kental pada benturan dan hasilnya justru akan buruk. Selain Veith, beberapa peneliti juga pernah mengembangkan baterai yang lebih aman menggunakan silica fume (SF) yang terdiri dari partikel silika kecil yang teracak.
Ada pula kelompok peneliti yang menemukan teknologi silika batang, namun Veith menduga partikel silika berukuran kecil lebih mudah dibuat dan memiliki respon lebih cepat serta lebih banyak memiliki daya henti terhadap benturan dibanding silica fume.
Ke depannya, Veith berencana untuk meningkatkan sistem untuk mempertahankan tingkat kepadatan baterai saat terbentur, di mana saat yang bersamaan sebagian fungsi baterai tetap bekerja.
Tim Veith awalnya hanya fokus untuk aplikasi baterai drone, namun akan merambah ke pasar otomotif lainnya. Veith memiliki rencana lebih besar lagi untuk menciptakan baterai berukuran besar yang bisa menjadi tameng peluru.
Baca juga:
Aplikasi Nanoteknologi dalam Pengembangan Baterai Lithium
