5 Teknologi Baterai Kendaraan Listrik yang Dinantikan dalam Dekade Mendatang

Klaim "terobosan baterai" memang berlimpah, tetapi hanya sedikit teknologi yang berhasil keluar dari laboratorium dan diterapkan pada kendaraan listrik. Para pakar seperti Pranav Jaswani dari IDTechEx dan Evelina Stoikou dari BloombergNEF mengatakan kepada Wired bahwa perbaikan kecil yang tepat sasaran dapat menghasilkan perbedaan besar, tetapi seringkali membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk terwujud karena persyaratan keselamatan, validasi manufaktur, dan kelayakan finansial.

Lithium-ion tetap menjadi tulang punggung era EV

Terobosan besar sejauh ini berkisar pada baterai litium-ion. "Litium-ion sudah sangat matang," kata Evelina Stoikou; skala investasi dan rantai pasokan yang ada menyulitkan industri kimia lain untuk mengejar ketertinggalan dalam dekade berikutnya. Meskipun demikian, satu perubahan komposisi atau proses saja dapat menambah jarak tempuh sekitar 80 kilometer atau memangkas biaya produksi yang cukup untuk menurunkan harga mobil, kata Pranav Jaswani.

5 langkah yang dapat membuat perbedaan nyata

LFP: Pangkas biaya, pertahankan stabilitas

Mengapa penting: Baterai litium besi fosfat (LFP) menggunakan besi dan fosfat, alih-alih nikel dan kobalt yang mahal dan sulit ditambang. LFP lebih stabil dan terdegradasi lebih lambat dalam banyak siklus.

Potensi manfaat: Biaya baterai dan harga kendaraan yang lebih rendah – terutama penting karena kendaraan listrik bersaing dengan mobil berbahan bakar bensin. LFP sudah populer di Tiongkok dan diperkirakan akan menyebar ke Eropa dan AS dalam beberapa tahun mendatang.

Tantangan: Kepadatan energi lebih rendah, jangkauan per paket baterai lebih pendek daripada pilihan lain.

Nikel Tinggi dalam NMC: Jangkauan lebih luas, lebih sedikit kobalt

Mengapa penting: Meningkatkan kandungan nikel dalam litium, nikel, mangan, kobalt meningkatkan kepadatan energi dan jangkauan tanpa meningkatkan ukuran/berat. Hal ini juga memungkinkan pengurangan kobalt, logam yang mahal dan kontroversial secara etika.

Tantangan: Stabilitas berkurang, risiko retak atau ledakan lebih tinggi, memerlukan desain dan kontrol termal yang lebih ketat, sehingga mengakibatkan peningkatan biaya. Lebih cocok untuk kendaraan listrik kelas atas.

Proses elektroda kering: Minimalkan pelarut, tingkatkan efisiensi produksi

Mengapa penting: Alih-alih mencampur bahan dengan pelarut lalu mengeringkannya, teknologi elektroda kering mencampur bubuk kering sebelum pelapisan dan laminasi. Pelarut yang lebih sedikit mengurangi risiko lingkungan, kesehatan, dan keselamatan; menghilangkan tahap pengeringan dapat mengurangi waktu penyelesaian, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi ruang produksi—yang semuanya mengurangi biaya.

Status penerapan: Tesla telah menerapkannya di anoda; LG dan Samsung SGI sedang menguji jalur tersebut.

Tantangan: Pengolahan bubuk kering secara teknis rumit dan memerlukan penyesuaian untuk menstabilkan produksi massal.

Sel-ke-Paket: Manfaatkan volume, tambahkan sekitar 80 km

Mengapa penting: Dengan melewatkan modul dan menempatkan sel langsung ke dalam kemasan baterai, lebih banyak sel dapat dijejalkan ke dalam ruang yang sama. Menurut Pranav Jaswani, teknologi ini dapat menambah jangkauan sekitar 80 km dan meningkatkan kecepatan tertinggi, sekaligus memangkas biaya produksi. Tesla, BYD, dan CATL sudah menggunakannya.

Tantangan: Mengendalikan ketidakstabilan termal dan kekuatan struktural lebih sulit tanpa modul; mengganti sel yang rusak menjadi rumit, bahkan memerlukan pembukaan atau penggantian seluruh kluster.

Anoda silikon: Energi padat, pengisian cepat 6–10 menit

Pentingnya: Menambahkan silikon ke anoda grafit meningkatkan kapasitas penyimpanan (jangkauan lebih jauh) dan pengisian daya lebih cepat, berpotensi hanya membutuhkan 6–10 menit untuk pengisian penuh. Tesla telah mencampur silikon; Mercedes-Benz dan General Motors mengatakan mereka semakin dekat dengan produksi massal.

Tantangan: Silikon memuai/berkontraksi secara siklis, menyebabkan tekanan mekanis dan keretakan, yang menurunkan kapasitasnya seiring waktu. Hal ini sekarang umum terjadi pada baterai kecil seperti pada ponsel atau sepeda motor.

Teknologi	Manfaat utama	Tantangan	Status
LFP	Biaya rendah, stabil, degradasi lambat	Kepadatan energi rendah	Populer di Tiongkok; diperkirakan meningkat di UE/AS
Nikel Tinggi (NMC)	Meningkatkan kepadatan, mengurangi kobalt	Kurang stabil, biaya kontrol termal tinggi	Cocok untuk mobil kelas atas
Elektroda kering	Kurangi pelarut, tingkatkan efisiensi, turunkan biaya	Tantangan teknis dalam menangani bubuk kering	Tesla (anoda); LG, Samsung SGI diuji
Sel-ke-Kemasan	Tambahkan jangkauan ~80 km, kurangi biaya	Kontrol panas, sulit diperbaiki	Aplikasi Tesla, BYD, CATL
Anoda silikon	Jangkauan lebih jauh, pengisian cepat 6–10 menit	Ekspansi menyebabkan keretakan dan hilangnya kapasitas.	Mendekati produksi massal

Teknologi yang menjanjikan namun masih jauh dari pasar

Ion natrium: Mudah ditemukan, murah, stabil terhadap panas

Mengapa penting: Natrium murah, melimpah, dan lebih mudah diproses daripada litium, sehingga memangkas biaya rantai pasokan. Baterai natrium-ion tampaknya lebih stabil dan berkinerja baik dalam suhu ekstrem. CATL menyatakan akan memulai produksi massal tahun depan, dan baterai tersebut dapat menguasai hingga 40% pangsa pasar mobil penumpang Tiongkok.

Tantangan: Ion natrium lebih berat, memiliki kepadatan energi yang lebih rendah, dan lebih cocok untuk penyimpanan stasioner. Teknologi ini masih dalam tahap awal, dengan sedikit pemasok dan sedikit proses yang telah teruji.

Baterai solid-state: Kepadatan tinggi, lebih aman tetapi sulit diproduksi

Mengapa penting: Mengganti elektrolit cair/gel dengan elektrolit padat menjanjikan kepadatan yang lebih tinggi, pengisian daya yang lebih cepat, masa pakai yang lebih lama, dan risiko kebocoran yang lebih rendah. Toyota mengatakan akan meluncurkan mobil dengan baterai solid-state pada tahun 2027 atau 2028. BloombergNEF memprediksi bahwa pada tahun 2035, baterai solid-state akan mencapai 10% dari produksi kendaraan listrik dan penyimpanan.

Tantangan: Beberapa elektrolit padat berkinerja buruk pada suhu rendah; produksi memerlukan peralatan baru; lapisan elektrolit bebas cacat sulit dibuat; konsensus industri tentang pemilihan elektrolit kurang, sehingga menyulitkan rantai pasokan.

Sebuah ide yang luar biasa namun sulit dipopulerkan

Pengisian daya nirkabel: Kenyamanan maksimal, hambatan biaya

Mengapa ini penting: Parkir dan pengisian daya tanpa colokan adalah sesuatu yang menurut beberapa produsen akan segera tersedia; Porsche memamerkan prototipe dengan rencana untuk meluncurkan versi komersial tahun depan.

Tantangan: Pengisian daya kabel kini efisien dan jauh lebih murah untuk dipasang, menurut Pranav Jaswani. Pengisian daya nirkabel mungkin muncul dalam beberapa kasus khusus, seperti bus yang mengisi daya di sepanjang rutenya sambil parkir di dermaga, tetapi kemungkinan besar tidak akan menjadi pilihan umum.

Kesimpulan: Harapannya beralasan, namun evolusi membutuhkan waktu

Teknologi baterai yang paling menjanjikan saat ini sebagian besar merupakan optimasi dalam sistem litium-ion: LFP untuk mengurangi biaya, nikel tinggi untuk meningkatkan densitas, elektroda kering dan Cell-to-Pack untuk mengurangi biaya produksi, serta anoda silikon untuk meningkatkan kecepatan pengisian daya. Sementara itu, natrium-ion dan solid-state memiliki potensi jangka panjang, tetapi banyak kendala produksi. Para ahli menekankan bahwa bahkan perubahan kecil pun dapat membutuhkan waktu hingga 10 tahun untuk muncul pada kendaraan listrik – dan hanya perbaikan yang memenuhi standar keselamatan dan pertimbangan ekonomi yang akan berpeluang mencapai pasar.

Sumber: https://baonghean.vn/5-cong-nghe-pin-xe-dien-dang-ky-vong-trong-thap-ky-toi-10310384.html