PONTIANAK POST – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengembangkan teknologi elektroda grafit termodifikasi yang mampu meningkatkan kemampuan pengisian cepat baterai ion litium. Inovasi ini diarahkan untuk meningkatkan performa baterai kendaraan listrik sekaligus memperkuat penguasaan material baterai berbasis sumber daya domestik.
Teknologi tersebut dikembangkan periset Pusat Riset Material Energi BRIN Abdulloh Rifai dan telah didaftarkan sebagai paten nasional dengan nomor P00202312314. Metode yang digunakan dinilai sederhana, berbiaya rendah, dan berpotensi diterapkan dalam produksi skala industri.
Abdulloh mengatakan kebutuhan terhadap baterai ion litium berperforma tinggi terus meningkat seiring perkembangan kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi. Kondisi tersebut membuat pengembangan material baterai dengan kemampuan pengisian cepat menjadi semakin penting.
“Sebagian besar baterai komersial saat ini masih menggunakan anoda grafit. Namun, grafit konvensional memiliki keterbatasan karena difusi ion litium berlangsung relatif lambat sehingga kemampuan pengisian cepatnya belum optimal,” ujarnya dalam kegiatan BRIN Goes to Industry 5: Hilirisasi Riset dan Inovasi Sektor Pertambangan di Gedung B.J. Habibie, Jakarta, Selasa (28/7).
Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, tim BRIN memodifikasi grafit melalui proses etsa basa menggunakan kalium hidroksida (KOH). Proses ini menghasilkan material dengan pori tambahan dan jarak antarbidang kristal yang lebih lebar.
Struktur tersebut memungkinkan ion litium bergerak lebih cepat ketika baterai diisi maupun digunakan untuk memasok energi. Dengan demikian, material grafit termodifikasi berpotensi meningkatkan kemampuan pengisian cepat sekaligus kapasitas penyimpanan energi.
“Grafit memiliki struktur kristal berlapis. Ion litium akan masuk di antara lapisan-lapisan tersebut. Kami memodifikasi grafit agar memiliki pori tambahan dan jarak antarbidang yang lebih lebar sehingga perpindahan ion litium di dalam struktur grafit menjadi lebih cepat,” kata Abdulloh.
Selain memodifikasi material, BRIN juga mengoptimalkan pembuatan lembaran elektroda. Proses tersebut mencakup pembuatan slurry, pelapisan elektroda, pengeringan, hingga calendering.
Menurut Abdulloh, setiap tahapan tersebut memengaruhi performa elektrokimia baterai sehingga perlu dioptimalkan untuk mendapatkan karakter elektroda yang sesuai.
Hasil pengujian menunjukkan grafit termodifikasi mampu mempercepat kinetika difusi ion litium dan mendukung pengisian cepat. Material tersebut juga memiliki kapasitas penyimpanan muatan lebih tinggi dibandingkan grafit konvensional serta menunjukkan stabilitas siklus yang baik pada laju arus tinggi.
Pengujian telah dilakukan hingga laju pengisian 2C. Pada kondisi tersebut, proses pengisian atau pengosongan baterai berlangsung sekitar 30 menit.
BRIN juga mencatat kapasitas baterai tetap terjaga dengan penurunan yang sangat kecil setelah melalui ratusan siklus charge-discharge. Temuan ini menjadi salah satu indikator bahwa material tersebut memiliki potensi untuk digunakan dalam baterai dengan kebutuhan pengisian cepat dan umur pakai panjang.
“Grafit termodifikasi memiliki kapasitas penyimpanan muatan yang lebih tinggi dibandingkan grafit konvensional. Selain itu, material ini juga menunjukkan stabilitas siklus yang sangat baik meskipun digunakan pada laju arus tinggi,” ujar Abdulloh.
Pengembangan teknologi tersebut juga telah memasuki tahap hilirisasi. BRIN bersama mitra industri dan perguruan tinggi telah melakukan scale-up modifikasi grafit hingga menghasilkan sekitar 7 kilogram material.
Material tersebut kemudian digunakan untuk memproduksi sekitar 500 sel baterai silinder tipe 18650. Sel-sel tersebut selanjutnya dirakit menjadi tiga paket baterai untuk sepeda listrik sebagai bagian dari demonstrasi teknologi.
Tahap berikutnya adalah mengoptimalkan material grafit dan proses fabrikasi elektroda sebelum teknologi tersebut diarahkan menuju penerapan yang lebih luas.
Dalam jangka panjang, teknologi tersebut diharapkan dapat digunakan untuk pengembangan baterai kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi stasioner. Penguasaan material baterai di dalam negeri juga dinilai penting untuk memperkuat rantai pasok nasional dan mendukung target Net Zero Emission Indonesia 2060.
Dari sisi investasi, peluang terbuka pada pembangunan fasilitas pengolahan grafit lokal menjadi material anoda grafit termodifikasi. Peluang lainnya adalah pengembangan industri produksi sel baterai dalam negeri.
Pemanfaatan sumber daya grafit domestik diharapkan tidak hanya mengurangi ketergantungan pada material impor, tetapi juga meningkatkan nilai tambah komoditas pertambangan melalui hilirisasi berbasis teknologi.
Editor : Aristono Edi Kiswantoro