Peneliti telah mengembangkan baterai lithium-ion yang lebih aman dengan mengubah bahan elektrolitnya, mencegah kebakaran saat ditusuk atau ditekuk. Inovasi ini dapat mengarah pada produksi massal dalam beberapa tahun mendatang. Desain ini tetap kompatibel dengan manufaktur baterai yang ada.
Baterai lithium-ion, yang banyak digunakan di smartphone, laptop, dan mobil listrik, biasanya terdiri dari elektroda grafit, elektroda oksida logam, dan elektrolit yang terbuat dari garam lithium yang dilarutkan dalam pelarut. Elektrolit cair ini memungkinkan aliran ion untuk pengisian dan pengosongan. Namun, menusuk baterai dapat menyebabkan hubungan pendek, melepaskan energi kimia yang tersimpan dengan cepat dan menyebabkan kebakaran atau ledakan melalui proses yang dikenal sebagai thermal runaway.
Thermal runaway terjadi ketika ion bermuatan negatif, yang disebut anion, memutuskan ikatannya dengan lithium, menghasilkan panas yang mempertahankan siklus destruktif. Untuk mengatasi ini, Yue Sun di Universitas Tiongkok Hong Kong dan rekan-rekannya memperkenalkan pelarut baru, lithium bis(fluorosulfonyl)imide. Bahan ini hanya berikatan dengan lithium dari pelarut yang ada pada suhu yang lebih tinggi, ketika thermal runaway dimulai. Yang krusial, ikatan anion tidak dapat terbentuk dalam elektrolit baru ini, menghentikan siklus pelepasan panas.
Dalam pengujian, baterai yang ditusuk dengan paku menggunakan pelarut baru mengalami kenaikan suhu internal hanya 3,5°C, dibandingkan lebih dari 500°C pada baterai konvensional. Baterai yang dimodifikasi juga mempertahankan 82 persen kapasitasnya setelah 4100 jam penggunaan, sesuai dengan standar teknologi saat ini.
"Si jahat adalah anion, yang memiliki banyak energi ikatan – dan ikatan-ikatan ini yang pecah menyebabkan thermal runaway," kata Gary Leeke di Universitas Birmingham, Inggris. "Ini mengisolasi si jahat dari proses itu. Ini adalah lompatan besar dalam hal keamanan baterai."
Leeke menyarankan temuan ini dapat diintegrasikan ke baterai generasi berikutnya, dengan produksi massal mungkin dalam tiga hingga lima tahun. Penelitian ini muncul di Nature Energy (DOI: 10.1038/s41560-025-01888-5).