Peneliti dan perusahaan sedang memajukan baterai padat, yang menjanjikan kendaraan listrik yang lebih aman, jangkauan lebih jauh, dan pengisian lebih cepat. Prototipe bisa muncul di kendaraan pada 2027, dengan komersialisasi ditargetkan untuk 2030. Tantangan manufaktur tetap menjadi hambatan utama meskipun terobosan dalam material superionik.
Baterai padat mewakili teknologi generasi berikutnya untuk kendaraan listrik (EV), dirancang untuk lebih ringan, lebih kompak, dan lebih aman daripada baterai lithium-ion saat ini dengan mengganti elektrolit cair yang mudah terbakar dengan yang padat. Baterai ini bisa memungkinkan EV menempuh 400 hingga 600 mil dengan pengisian tunggal dan diisi ulang dalam hitungan menit, mengatasi kecemasan jangkauan dan waktu pengisian yang saat ini memakan waktu setengah jam atau lebih.
Kelayakan baterai padat telah ditunjukkan di laboratorium di seluruh dunia, tetapi menskalakan produksi dengan biaya yang dapat diterima adalah tantangan utama. 'Jika Anda melihat peta jalan yang dikeluarkan orang dari industri, mereka mengatakan mereka akan mencoba demonstrasi prototipe baterai padat aktual di kendaraan mereka pada 2027 dan mencoba komersialisasi skala besar pada 2030,' kata Jun Liu, ilmuwan material di Universitas Washington.
Terobosan dalam material superionik, yang ditemukan selama dua dekade terakhir, memungkinkan ion litium mengalir secepat di elektrolit cair, atau lebih cepat. Material ini memungkinkan kepadatan energi yang lebih tinggi, berpotensi menggunakan anoda litium-logam yang menyimpan 10 kali lebih banyak energi per gram daripada anoda grafit di baterai lithium-ion. Anoda semacam itu menghindari masalah seperti pembentukan dendrit, yang dapat menyebabkan hubung singkat atau kebakaran di sistem berbasis cairan.
Baterai lithium-ion, yang dioptimalkan selama 30 tahun, sekarang berbiaya $115 per kilowatt-jam per April 2025, turun dari $7.500 pada 1991, dengan proyeksi ke $80 pada 2030. Mereka memberi daya pada sebagian besar EV saat ini, dengan tingkat kebakaran sekitar 25 per 100.000 kendaraan terjual—jauh lebih rendah daripada 1.500 untuk mobil bensin. Namun, kemajuan yang terhenti dalam kecepatan pengisian dan kepadatan energi menciptakan peluang untuk teknologi padat.
Investasi dalam pengembangan padat mencapai miliaran secara global, dengan kemitraan yang melibatkan Toyota, Volkswagen, dan startup seperti QuantumScape. Elektrolit sulfida, sensitif terhadap kelembaban dan berpotensi beracun jika pecah, adalah kandidat awal untuk integrasi ke lini produksi yang ada. Alternatif oksida menawarkan stabilitas tetapi memerlukan penanganan khusus karena kekerasan.
'Setiap perusahaan otomotif mengatakan baterai padat adalah masa depan,' catat Eric Wachsman dari Universitas Maryland. Adopsi awal mungkin menargetkan aplikasi kinerja tinggi seperti EV, drone, dan penerbangan yang diberi daya listrik, di mana energi, daya, dan keamanan yang lebih tinggi sangat penting. China mendominasi 70% produksi lithium-ion, menjadikan padat sebagai peluang strategis bagi negara lain.