Elektrode Kering Bebas PTFE, Kunci Baterai EV Masa Depan
TEKNOLOGI – Perlombaan global menghadirkan baterai berdensitas tinggi, cepat diisi ulang, dan tahan lama kini mendapat terobosan baru dari Korea Selatan. Menurut laporan Interesting Engineering, tim peneliti dari Korea Institute of Materials Science (KIMS) dan Korea Electrotechnology Research Institute (KERI) berhasil mengembangkan teknologi manufaktur elektrode kering berbasis granul grafit dengan bentuk terkendali — sebuah pendekatan yang diklaim mampu memperpanjang jarak tempuh mobil listrik, mempercepat pengisian daya, sekaligus menekan biaya produksi.
Selama ini, produsen otomotif mengejar metode elektrode kering karena bisa melewati proses slurry basah konvensional, sehingga pabrik jadi lebih ringkas dan bebas dari pelarut kimia beracun maupun oven industri yang boros energi. Namun ada satu ganjalan besar: proses ini bergantung pada polytetrafluoroethylene (PTFE), bahan pengikat yang juga dikenal sebagai Teflon. PTFE termasuk keluarga “bahan kimia abadi” atau PFAS, mudah terdegradasi dalam lingkungan elektrokimia baterai yang keras, dan terancam larangan ketat di berbagai negara. Bertahun-tahun, industri meyakini elektrode kering tanpa PTFE mustahil dibuat.
Tim peneliti Korea kemudian mengganti PTFE dengan sistem pengikat ramah lingkungan berbasis CMC-SBR yang sudah lazim dipakai di produksi baterai basah. Tapi mengganti perekat saja tidak cukup — bentuk partikel grafitnya pun harus dirombak total. Partikel grafit standar berbentuk pipih dan saat dipadatkan justru saling bertumpuk rapat seperti tumpukan kartu, sehingga ion litium harus menempuh jalan memutar yang panjang untuk melintasi elektrode.
Untuk mengatasi ini, peneliti menerapkan teknik spray drying guna mengubah serpihan grafit pipih menjadi granul komposit berbentuk bulat, dengan orientasi acak ke segala arah. Struktur acak inilah yang berfungsi layaknya jalan raya multi-jalur bagi ion litium, sehingga elektrode bisa dibuat jauh lebih tebal tanpa mengorbankan kelancaran aliran ion — dan pada akhirnya memperpanjang jarak tempuh kendaraan listrik.
“Teknologi ini menghadirkan pendekatan baru yang mampu mengatasi keterbatasan proses elektrode kering berbasis PTFE konvensional,” ujar Jihee Yoon, peneliti senior di KIMS. “Kami berharap teknologi ini sangat aplikatif untuk baterai EV generasi mendatang yang menuntut densitas energi tinggi sekaligus performa pengisian cepat.”
Tim peneliti juga menyebutkan bahwa anode kering hasil pengembangan mereka menunjukkan performa pengisian cepat dan stabilitas siklus jangka panjang yang lebih unggul dibanding anode berbasis slurry konvensional, sekaligus memperbaiki karakteristik difusi ion litium pada kondisi densitas energi tinggi. Karena memakai pengikat CMC-SBR yang sudah standar industri, teknologi ini bisa diadopsi pabrik tanpa perombakan besar.
