Apa perbedaan antara baterai semi solid state dan baterai solid state?
Apa yang dimaksud dengan baterai semi-solid-state?
Baterai semi-solid-state menggunakan desain hibrida elektrolit padat dan elektrolit cair. Elektroda di kedua sisi baterai tidak mengandung elektrolit cair, dan elektroda di sisi lainnya mengandung elektrolit cair.
Rasio elektrolit padat terhadap elektrolit cair tidak satu banding satu, tetapi dibagi menurut proporsi elektrolit cair dalam sel baterai: cair (25wt%), semi-padat (5-10wt%), semipadat (0-5wt%), dan semua-padat (0wt%)
Dibandingkan dengan baterai lithium-ion yang ada saat ini, baterai semi-padat berukuran kecil, lebih stabil dan aman, dapat mencapai kepadatan energi yang lebih tinggi, dan jauh lebih murah daripada baterai lithium-ion.
Apa perbedaan antara baterai semi solid state dan semua baterai solid state?
Baterai semi solid state tidak semuanya merupakan baterai solid state. Semua baterai solid state 100% bebas dari elektrolit cair. Meskipun baterai semi solid state dan baterai solid state pada prinsipnya serupa, namun ada perbedaan yang signifikan di antara keduanya:
Bahan elektrolit
Baterai semi-padat: menggunakan kombinasi elektrolit padat sebagian dan elektrolit cair sebagian. Elektrolit padat biasanya berupa bahan keramik atau polimer, sedangkan elektrolit cair adalah elektrolit cair tradisional. Kombinasi ini dapat meningkatkan konduktivitas ionik dan stabilitas antarmuka baterai.
Baterai yang semuanya padat: menggunakan elektrolit padat sepenuhnya tanpa komponen cair. Elektrolit padat dapat berupa keramik, polimer, atau bahan padat lainnya, dengan stabilitas dan keamanan yang tinggi.
Keamanan
Baterai semi-padat: Dibandingkan dengan baterai elektrolit cair tradisional, keamanannya lebih baik karena sebagian elektrolit padat dapat mengurangi risiko kebocoran elektrolit cair. Namun demikian, karena masih mengandung komponen cair, keamanannya tidak sebaik baterai yang seluruhnya padat.
Baterai yang semuanya padat: Karena elektrolit padat digunakan sepenuhnya, risiko kebocoran dan pembakaran elektrolit cair dapat dihilangkan, dan keamanannya paling tinggi.
Kepadatan energi
Baterai semi-padat: memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi karena sebagian elektrolit padat dapat meningkatkan stabilitas keseluruhan dan efisiensi pengisian dan pengosongan baterai, tetapi karena masih mengandung komponen cair, kepadatan energinya tidak setinggi baterai yang semuanya padat.
Baterai yang semuanya padat: Karena elektrolit padat digunakan sepenuhnya, kepadatan energi yang lebih tinggi dapat dicapai, dan kepadatan energi potensial jauh melebihi baterai elektrolit cair tradisional dan baterai semi-padat.
Manufaktur dan biaya
Baterai semi-solid-state: Proses produksinya relatif sederhana, karena bagian dari proses pembuatannya dapat digunakan di lini produksi baterai elektrolit cair yang ada, sehingga biayanya lebih rendah dibandingkan dengan baterai solid-state.
Semua baterai solid-state: Proses pembuatannya rumit dan teknologinya sulit. Biaya produksi saat ini tinggi, tetapi dengan kemajuan teknologi dan produksi skala besar, biaya diperkirakan akan menurun.
Apa saja manfaat baterai semi-padat?
1. Kepadatan energi yang tinggi
Batas atas kepadatan energi baterai lithium-ion cair umumnya diketahui sekitar 300Wh/kg-400Wh/kg. Kepadatan energi teoritis baterai solid-state mencapai 700Wh/kg, hampir dua kali lipat dari data baterai lithium tercanggih saat ini.
2. Mengatasi masalah pelemahan suhu
Elektrolit padat digunakan pada baterai semi-padat, dan elektrolit padat tidak akan mempengaruhi kinerja baterai karena suhu rendah. Hal ini secara efektif memecahkan masalah diskon masa pakai baterai di musim dingin untuk kendaraan listrik murni.
3. Keamanan yang lebih tinggi
Baterai semi-padat atau baterai solid-state tidak memiliki zat cair, atau zat cairnya sangat berkurang. Oleh karena itu, apabila terjadi kerusakan atau tusukan, maka secara efektif akan menghindari pembakaran atau ledakan spontan.
4. Masa pakai lebih lama
Menurut data yang tersedia, baterai semi-solid-state saat ini memiliki tingkat retensi kapasitas lebih dari 85% setelah 2.000 siklus pada suhu kamar. Dalam kondisi yang sama, baterai cair biasa hanya memiliki tingkat retensi kapasitas sekitar 80% setelah 1.200 siklus.
Dari mana teknologi baterai semi-solid-state berasal?
Teknologi semi-solid-state lebih seperti produk jangka menengah dalam penelitian baterai semua-solid-state. Baterai solid-state masih memiliki banyak masalah dalam hal skala, komersialisasi, dan biaya.
Banyak perusahaan baterai memilih untuk mempercepat penelitian dan pengembangan baterai semi-solid-state terlebih dahulu. Meskipun demikian, masih ada beberapa orang yang percaya bahwa baterai solid-state pada akhirnya akan sulit untuk dikomersialkan, dan baterai semi-solid-state sudah menjadi solusi utama untuk kendaraan listrik.
Pada tanggal 17 Desember 2023, NIO menyiarkan secara langsung penggunaan baterai semi-solid-state 150kwh untuk menyelesaikan tantangan jarak tempuh 1.000 km.
Menurut informasi teknis yang saat ini dipublikasikan, elektrolit padat yang digunakan dalam baterai solid-state bergantung pada logam langka dan proses yang kompleks, yang merupakan alasan utama yang mempengaruhi biaya.
Baterai semi-solid-state berbeda dengan baterai lithium yang sudah matang hanya dalam prosesnya yang hanya sekitar 20%. Teknologi ini didasarkan pada transformasi lini produksi baterai yang ada dan dapat diproduksi secara massal dengan lebih cepat. Oleh karena itu, dalam hal efisiensi ekonomi dan kecepatan industrialisasi, teknologi semi-solid-state saat ini adalah yang terbaik untuk perusahaan.
Cara Kerja Baterai Semi-Solid-State
Seperti semua baterai, baterai semi-padat melepaskan arus melalui reaksi kimia antara bahan elektroda positif dan negatif. Baterai semi-padat biasanya memiliki elektrolit yang lebih mirip gel. Pada baterai litium tradisional, elektroda positif dan negatif merupakan "gudang energi", dan elektrolitnya seperti "saluran" yang memungkinkan ion litium bergerak bebas di antara elektroda positif dan negatif. Oleh karena itu, ini juga disebut baterai cair.
Baterai semi-padat telah membuat inovasi dalam bahan elektroda. Baterai ini menggunakan "lumpur" yang dibentuk dengan mencampurkan partikel senyawa litium halus dengan elektrolit cair sebagai bahan elektroda. Desain hibrida ini memungkinkan baterai untuk mempertahankan keamanan yang tinggi dari baterai solid-state sekaligus memiliki tingkat transmisi ion yang tinggi dari baterai cair.
Apakah semi-padat sudah tersedia secara komersial?
Beberapa perusahaan telah memulai produksi skala kecil dan menerapkannya pada barang elektronik konsumen dan kendaraan listrik.
Sebagai contoh, merek mobil Tiongkok, Zhiji meluncurkan baterai semi-solid-state kali ini. Menurut keterangan resminya, baterai ini mengandung elektrolit padat dan elektrolit cair.
Faktanya, Zhiji bukanlah perusahaan kendaraan energi baru pertama yang memasang baterai semi-solid-state. Pada akhir tahun lalu, NIO melakukan uji coba langsung NIO ET7 yang dilengkapi dengan baterai semi-solid-state 150kWh, dan jarak tempuh aktualnya melebihi 1044 km.
Namun demikian, masih belum ada aplikasi yang menggunakan baterai semi-solid-state yang dapat dibeli. Baru pada bulan April 2024, NIO meluncurkan acara penyewaan baterai semi-solid-state 150kwh.
ID 
EN 
FR 
ES 
DE 
IT 
PT 
RU 
SL 
KO 