BATERAI LITHIUM-ION (2)

Elektrolit Menjadi Glass Elektrolit

0
17
Salah satu modul baterai. (Sumber foto/@: Fraunhofer ICT)

Uji coba dan verifikasi sistem penyimpanan baterai menampilkan hubungan penting dalam rangkaian pengembangan teknologi kendaraan.

Salah satu modul baterai. (Sumber foto/@: Fraunhofer ICT)
Salah satu modul baterai. (Sumber foto/@: Fraunhofer ICT)

Baterai mungkin tidak terlihat terlalu menarik dari luar. Akan tetapi, di bagian dalam baterai bekerja dengan cukup rumit. Komponen individual baterai seperti anoda, katoda, separator, dan elektrolit adalah faktor-faktor penting yang memengaruhi kinerja baterai, juga bagaimana masing-masing dari komponen ini dicocokkan satu sama lain agar bisa bekerja sama.

“Baterai menampilkan kombinasi material yang berbeda, baterai bekerja dengan zat padat, cari atau berbasis gel, elektroda, dan lapisan baterai juga bisa berbeda, begitu pula struktur geometris mereka,” papar Dr. Tubke. Hal ini memberikan parameter yang dapat diteliti dan dikembangkan untuk kemudian disatukan menjadi baterai yang sempurna.

Advertisement

Faktor kunci dalam membuat baterai masa depan adalah keamanan. Ini adalah titik lemah lain dari baterai lithium-ion: elektrolit organik baterei dapat terbakar. Jika baterai terlalu panas, baterai dengan mudah menangkap api. Oleh karena itu, para ahli Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC di Wurzburg dan Fraunhofer Institute for Silicon Technology ISIT di Itzehoe terus mengembangkan baterai lithium-polimer.

Baterai ini lebih aman karena polimer tidak terbakar. ISC telah mengembangkan elektrolit menjadi glass elektrolit, membuka jalan untuk diciptakannya baterai dengan daya guna tinggi yang juga sangat aman. Keamanan juga yang diutamakan oleh proyek SafeBatt yang diluncurkan pada Juli 2012.

Di sini fokus diarahkan untuk mengembangkan sensor semikonduktor dengan menggunakan materal baru seperti graphene untuk menentukan parameter keamanan sel-sel baterai. Hal ini termasuk proses kimia, peningkatan pada tekanan, dan suhu dalam sel.

Desain film memerlukan industri manufaktur yang diukung oleh baterai lithium-polymaker. (Sumber foto/@: Fraunhofer ISIT)
Desain film memerlukan industri manufaktur yang diukung oleh baterai lithium-polymaker. (Sumber foto/@: Fraunhofer ISIT)

Pemerintah federal Jerman telah mengikutsertakan SafeBatt sebagai salah satu dari sembilan proyek di bawah National Platform for Electromobility program. Sebanyak 15 partner dari industri otomotif di Jerman dan komunitas sains, termasuk ICT, meneliti bagaimana cara mengoptimalkan kimia baterai sel.

Kenyamanan kendaraan bertenaga baterei

Seberapa namannyakah kendaraan bertenaga baterai jik terjadi kecelakaan? Apa yang terjadi dalam baterai jika mobil elektrik diparkir berjam-jam di bawah sinar matahari terik? Apakah elektrolit dan material dalam baterai sesuai? Bagaimana baterai berlaku selama diisi dan dilepas?

Untuk menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan di atas, Fraunhofer telah mendirikan pusat servis Battery Storage System (Sistem Penyimpanan Baterai). “Uji coba dan verifikasi sistem penyimpanan baterai menampilkan hubungan penting dalam rangkaian pengembangan teknologi kendaraan,” Dr. Tubke menekankan.

“Berbagai aspek dari uji coba perangkat penyimpanan baterai diulas oleh empat partner dari pusat servis tersebut, memungkinkan kami memperagakan seluruh rangkaian pengembangan tersebut.”

Meneliti keamanan baterai yang rusak adalah tugas untuk para ahli di Fraunhofer Institute for High Speed Dynamics, Ernst-Mach-Institure, EMI di Freiburg. Di ICT, para ahli menguji bagaimana komposisi kimia dan struktur sebuah sel, atau suhu ruangan, mempengaruhi kualitas dan umur baterai.

Baca juga :   Cahaya Pengontrol Mesin dan Kamera Pengintai 360

Mereka juga meneliti apa yang terjadi saat baterai diisi ulang terlalu lama dan terkena arus pendek. Para peneliti dari Fraunhofer Institute for Solar Energy System ISE di Freiburg mengontribusikan keahlian mereka dalam teknologi sistem baterai, dalam uji kinerja dan umur baterai juga dalam memperagakan dan mensimulasi baterai dan sistem daya.

Para ahli dari Fraunhofer Institute for Structural Durablity dan System Realibility LBF di Darmstadt juga menerapkan pengetahuan ahli mereka pada baterai. Untuk mendukung aliansi inovasi Baterai Lithium-ion LBI 2015, Menteri Pendidikan dan Penelitian Jerman (BMBF) mempromosikan pengembangan sistem penyimpanan daya berbasis lithium dengan kinerja yang lebih baik. BASF, Bosch, Evonik, LiTec dan Volkswagen bekerja sama dengan berbagai Institut-institut Fraunhofer. Kelompok kerja sama yang dinamakan KoLiWin telah ditugaskan untuk meluncurkan konsep studi untuk jenis-jenis baru sel lithium-ion berdasarkan inovasi materi.

Dalam bekerja sama dengan kolega mereka dari Fraunhofer Institute for Mechanics of Material IWM di Freiburg dan Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS di Dresden, ilmuwan ISC telah berusaha membuat baterai lithium-ion yang lebih cepat, lebih aman dan lebih kecil.

Fitur khusus dalam kolaborasi ini adalah digunakannya simulasi kimia kuantum kinerja tinggi, yang membantu para ahli untuk memahami sifat-sifat material dasar dan mengembangkan strategi optimisasi target.

Membuat kemajuan dalam teknologi baterai lithium-ion adalah inti dari proyek TopBat yang didanai oleh BMBF—singkatan dari temperature-optimized battery modules with in-cell sensors (modul baterai yang dioptimalkan suhu dengan sensor dalam-sel). Yang terlibat dalam proyek penelitian ini adalah Adam Opel AG, SGL Group dan Fraunhofer Institute for Silicon ISIT dan Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM.

ISIT bertugas membuat sel baterai lithium untuk modul baterai dan menyesuaikan mereka dengan sensor yang memungkinkan kondisi suhu dan pengisian ulang ditentukan dengan tepat. Dengan bantuan model simulasi, para ahli dari ITWM mengoptimalkan interaksi antara baterai dan sistem suhunya. (Bahan diolah dari Power reloaded tulisan Birgit Niesing, Fraunhofer)

Simak artikel terkait dengan topik lithium-ion (3)
Konsep-Konsep Baru Elektroda

Incoming search terms:

Advertisement

Tulis Opini Anda