Baterai Mobil Listrik Cepat Rusak? Ilmuwan Temukan Rahasia Retakan Tersembunyi
Banyak pengguna khawatir jika baterai mobil listrik cepat rusak atau kehilangan kapasitasnya seiring berjalannya waktu. Baru-baru ini, para ilmuwan dari Argonne National Laboratory dan UChicago Pritzker School of Molecular Engineering berhasil memecahkan misteri mengapa baterai modern tetap bisa mengalami kerusakan meski sudah menggunakan material canggih.
Penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Nanotechnology ini mengungkap bahwa tekanan mekanis super kecil di dalam baterai bisa menumpuk dan menyebabkan keretakan. Retakan inilah yang membuat baterai boros, berumur pendek, hingga memicu risiko kebakaran.
Mengapa Material Baru Tetap Bisa Retak?
Dahulu, baterai menggunakan teknologi “banyak kristal” (polycrystal) yang memang dikenal mudah retak. Untuk mengatasinya, ilmuwan beralih ke teknologi “kristal tunggal” (single-crystal). Awalnya, teknologi ini dianggap lebih kuat karena tidak memiliki banyak celah antar-kristal.
Namun, kenyataannya baterai kristal tunggal ini tetap mengalami penurunan performa. Peneliti menemukan bahwa:
- Salah Desain: Aturan lama untuk baterai lama ternyata diterapkan pada material baru, padahal keduanya bekerja dengan cara berbeda.
- Reaksi Tidak Rata: Di dalam baterai kristal tunggal, reaksi kimia terjadi pada kecepatan yang berbeda di berbagai titik. Hal ini menciptakan ketegangan di dalam satu butiran kristal tersebut hingga akhirnya retak dari dalam.
Bahaya di Balik Retakan Baterai
Jika retakan pada baterai melebar, cairan kimia (elektrolit) bisa masuk ke dalamnya. Ini memicu reaksi samping yang berbahaya, seperti pelepasan oksigen.
Baca juga: Material Magnetik Baru untuk AI, Kunci Memori Komputer Masa Depan
- Risiko Kebakaran: Dalam kasus yang jarang, hal ini bisa menyebabkan panas berlebih yang sulit dipadamkan (thermal runaway).
- Kapasitas Berkurang: Dampak yang paling sering dirasakan adalah baterai tidak lagi mampu menyimpan daya sebanyak saat masih baru.
Temuan Baru: Peran Kobalt dan Mangan
Penelitian ini juga mengubah cara pandang ilmuwan terhadap bahan pembuat baterai. Pada baterai kristal tunggal, ditemukan fakta unik:
Mangan ternyata lebih merusak secara mekanis daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Kobalt justru membantu baterai kristal tunggal bertahan lebih lama dan lebih stabil.
Masalahnya, kobalt adalah bahan yang sangat mahal. Tantangan selanjutnya bagi para ilmuwan adalah mencari bahan alternatif yang lebih murah namun memiliki fungsi sehebat kobalt untuk mencegah baterai mobil listrik cepat rusak.
Masa Depan Baterai yang Lebih Awet
Khalil Amine, peneliti terkemuka dari Argonne, menegaskan bahwa kepercayaan masyarakat adalah kunci. “Jika orang tidak percaya baterai itu aman dan tahan lama, mereka tidak akan beralih ke kendaraan listrik,” ujarnya.
Dengan memahami cara material baterai rusak di tingkat atom, para produsen kini bisa merancang baterai masa depan yang jauh lebih tangguh, lebih aman, dan tentu saja lebih awet untuk mendukung mobilitas ramah lingkungan di seluruh dunia.
Referensi: “Nanoscopic strain evolution in single-crystal battery positive electrodes” by Jing Wang, Tongchao Liu, Weiyuan Huang, Lei Yu, Haozhe Zhang, Tao Zhou, Tianyi Li, Xiaojing Huang, Xianghui Xiao, Lu Ma, Martin V. Holt, Kun Ryu, Rachid Amine, Wenqian Xu, Luxi Li, Jianguo Wen, Ying Shirley Meng and Khalil Amine, 16 December 2025, Nature Nanotechnology.
DOI: 10.1038/s41565-025-02079-9
