Baterai lithium-ion yang dapat memperbaiki diri dan dapat dimulurkan/diregangkan hingga 250% dan telah diluncurkan di Tiongkok.
Para peneliti di Universitas Jilin di Tiongkok telah mengembangkan baterai lithium-ion yang elastis dan dapat memperbaiki diri, yang dapat diregangkan hingga 250% dari ukuran aslinya tanpa mengurangi kapasitas operasionalnya.
Sekalipun baterai terputus, baterai dapat pulih dan beroperasi kembali ketika komponen-komponennya disatukan kembali.
Baterai lithium-ion yang dapat diregangkan (LIB/ Stretchable lithium-ion batteries) sangat diinginkan untuk berfungsi sebagai sumber daya perangkat elektronik yang dapat diregangkan dan dikenakan.
Lebih jauh lagi, memberikan LIB yang dapat diregangkan dengan kemampuan penyembuhan sendiri dapat memperpanjang masa pakainya dan meningkatkan keandalannya.
Akan tetapi, LIB yang dapat disembuhkan sendiri yang dilaporkan sebelumnya lebih fleksibel daripada yang dapat diregangkan, sedangkan LIB yang dapat diregangkan tidak dapat menyembuhkan sendiri.
Di sini, mereka menyajikan strategi baru untuk membuat LIB yang dapat diregangkan dan menyembuhkan sendiri dengan konfigurasi all-in-one, dengan memanfaatkan polimer kovalen dinamis sebagai elektrolit dan pengikat elektroda. Elektrolit polimer yang dikembangkan menunjukkan konduktivitas ionik suhu ruangan setinggi 3,6 104 S cm1 dan memiliki perpanjangan putus sebesar 250 30 %.
Selain itu, elektrolit yang dapat diregangkan sangat ulet dan konduktivitas ioniknya menunjukkan perubahan minimal pada regangan yang berbeda.
Elektrolit menunjukkan sifat penyembuhan diri yang otonom pada suhu ruangan, membuat sampel yang dipotong dengan mudah memulihkan kinerja aslinya. Yang penting, elektrolit dan elektroda dapat menyatu bersama di antarmuka untuk membangun LIB yang dapat disembuhkan dengan konfigurasi semua-dalam-satu, melalui pertukaran ikatan imina dinamis yang ada di elektrolit dan elektroda.
Hasilnya, LIB yang dikembangkan memiliki perpanjangan-pada-putus sebesar 220 20% dan dapat memasok daya selama peregangan dan pelepasan. Lebih jauh, LIB yang dipotong dan kemudian disembuhkan masih dapat memberikan kapasitas pelepasan rata-rata sebesar 126,4 mAh g 1 dan secara stabil menyediakan daya untuk LED.
Pekerjaan ini menawarkan jalan baru untuk pengembangan LIB yang dapat diregangkan dan dapat disembuhkan sendiri untuk perangkat elektronik yang dapat diregangkan dan dikenakan.
Baterai lithium-ion menawarkan kepadatan energi tertinggi dari semua teknologi penyimpanan energi yang ditemukan hingga saat ini. Hal ini berarti jarak tempuh yang lebih jauh untuk kendaraan listrik atau masa pakai baterai yang lebih lama untuk laptop dan ponsel pintar, sekaligus menempati sebagian kecil ruang yang dibutuhkan oleh teknologi konvensional seperti baterai timbal-asam.
Namun, seiring dengan perkembangan teknologi, perangkat seperti robot lunak, perangkat yang dapat dikenakan, dan kulit elektronik sedang dikembangkan. Agar pengguna dapat merasakan pengalaman tanpa hambatan, perangkat ini memerlukan penyimpanan energi yang fleksibel, dan para peneliti telah berupaya mengembangkan perangkat ini selama beberapa tahun terakhir menggunakan kimia litium-ion.
Namun, dengan fleksibilitas, ada pula risiko komponen internal sel baterai putus dan memicu korsleting. Untuk menghindari hal ini, pemulihan sendiri merupakan karakteristik penting yang harus dimiliki baterai, terutama jika baterai dibuat lentur.
Para peneliti di Universitas Jilin menggunakan pendekatan inovatif untuk mencapai hal ini.
Menggabungkan elektrolit dan elektroda
Tim peneliti yang dipimpin oleh Xiaokong Liu, seorang profesor di Universitas Jilin, membuat baterai lithium-ion menggunakan molekul polimer panjang yang terhubung satu sama lain dengan ikatan karbon dan nitrogen, yang juga dikenal sebagai ikatan imina (imine).
Polimer dapat mengikat elektroda positif dan negatif baterai dan juga berfungsi sebagai elektrolit. Tim kemudian membangun baterai lithium-ion kecil menggunakan lithium besi fosfat dan lithium titanat sebagai elektroda.
Dengan demikian, tim mengembangkan baterai dengan konfigurasi 'all-in-one' di mana elektrolit dan elektroda menyatu di antarmuka/interface. Baterai terus mengalirkan daya bahkan saat diregangkan atau bahkan dipotong setengah dan disatukan kembali.
Seberapa baik kinerja baterai tersebut
Para peneliti di seluruh dunia tengah berupaya membangun baterai yang dapat diregangkan/dimulurkan dan memperbaiki diri.
Namun, menurut para peneliti, baterai ini lebih fleksibel daripada yang dapat diregangkan, dan baterai yang ada dapat diregangkan tapi tidak dapat memperbaiki diri.
Dalam pendekatan tim Liu telah mencapai prestasi ganda yang langka dengan bantuan polimer kovalen dinamis.
Elektrolit polimer memiliki konduktivitas ionik sebesar 3,6 104 S cm1 pada suhu ruangan dan kapasitas perpanjangan sebesar 250 persen, tulis tim tersebut dalam sebuah makalah penelitian.
Universitas Jilin Jurusan Kimia
Perlu diketahui, disiplin ilmu kimia di Universitas Jilin termasuk dalam 10.000 disiplin ilmu teratas dalam peringkat global ESI (Essential Science Indicators/ Indikator Sains Esensial)*.
* Essential Science Indicators (ESI) adalah alat analisis yang membantu kita mengidentifikasi penelitian dengan kinerja terbaik dalam Web of Science Core Collection. ESI mensurvei lebih dari 11.000 jurnal dari seluruh dunia untuk memberi peringkat kepada penulis, lembaga, negara, dan jurnal dalam 22 bidang yang luas berdasarkan kinerja publikasi dan kutipan. Data mencakup periode 10 tahun berjalan dan mencakup pembaruan dua bulanan untuk peringkat dan jumlah kutipan.
Pada 14 November 2024, Clarivate Analytics merilis data ESI terbaru. Untuk pertama kalinya, disiplin ilmu kimia Universitas Jilin masuk dalam jajaran 10.000 disiplin ilmu ESI teratas.
Dalam rangka peringatan 72 tahun berdirinya disiplin ilmu kimia Universitas Jilin, pembangunan disiplin ilmu tersebut telah mencapai tingkatan baru. Dalam beberapa tahun terakhir, disiplin ilmu ini berfokus pada tugas mendasar untuk membina manusia yang memiliki integritas moral, menganut "empat orientasi", secara aktif melakukan penelitian ilmiah yang terorganisir, dan membuat terobosan baru dalam banyak aspek seperti pengajaran, penelitian ilmiah, pelatihan talenta, dan transformasi prestasi.
Dapat dipahami bahwa Clarivate Analytics Essential Science Indicators (ESI) adalah indikator evaluasi penting yang umum digunakan secara internasional untuk mengevaluasi tingkat akademik internasional dan pengaruh universitas, institusi akademik, negara dan wilayah . ESI membagi semua disiplin ilmu menjadi 22 bidang profesional, mengukur kinerja penelitian ilmiah dan melacak tren pengembangan subjek dari kutipan perspektif analisis.
Data ESI
Indikator Sains Esensial bersumber dari Science Citation Index-Expanded (SCIE) dan Social Sciences Citation Index (SSCI) dalam Web of Science Core Collection.
Jenis Dokumen: ESI menganalisis artikel dan ulasan dari jurnal SCIE dan SSCI untuk menentukan seberapa baik kinerja sebuah makalah, organisasi, dll.
Surat/Dokumen, materi editorial, koreksi, dll. tidak dikutip secara berkala dan, oleh karena itu, tidak disertakan dalam perhitungan ESI.
Kedalaman Data: Data ESI terdiri dari berkas bergulir 10 tahun, yang bertambah dengan setiap pembaruan dua bulanan, terakumulasi hingga 11 tahun. Setelah 11 tahun penuh data ditambahkan, tahun pertama kemudian dihilangkan, sehingga berkas kembali ke periode 10 tahun.
Bidang: ESI menggunakan 22 disiplin ilmu yang luas untuk memberi peringkat entitas dan mengidentifikasi makalah dengan kinerja terbaik. Setiap jurnal hanya ditugaskan ke satu bidang, dan penelitian yang diterbitkan dalam jurnal tersebut akan mengambil alih penugasan bidang tersebut.
Dalam kasus jurnal Multidisiplin, reklasifikasi dilakukan pada tingkat paper, berdasarkan analisis referensi yang dikutip. Ini berarti bahwa paper yang diterbitkan dalam jurnal seperti Science dan Nature dapat termasuk dalam bidang yang lebih spesifik daripada Multidisiplin.
Jumlah Kutipan: Hanya kutipan dari jurnal yang diindeks dalam Science Citation Index Expanded, Social Science Citation Index, dan Arts & Humanities Citation Index yang diperhitungkan untuk tujuan ESI. Kutipan yang berasal dari buku, conference proceedings, atau jurnal yang diindeks dalam Emerging Sources Citation Index tidak akan disertakan dalam jumlah kutipan untuk paper atau kelompok paper.
Sumber: Media Luar Negeri
https://chem.jlu.edu.cn/info/1074/15067.htm
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667240524000114
https://clarivate.libguides.com/esi
https://www.mdpi.com/2073-4360/15/5/1145
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
