CATL dan Klaim 2.000 Km Baterai Lithium-Air: Fakta atau Wacana?

Telset.id – CATL menempatkan teknologi baterai lithium-air sebagai cadangan riset jangka panjang, bukan program produksi komersial. Klaim bahwa baterai ini bisa memberi jangkauan hingga 2.000 km kembali mencuat lewat laporan media teknologi China, IT Home, pada November 2026. Namun, Chief Scientist CATL Wu Kai hanya menyebut lithium-air sebagai arah riset jangka panjang dalam Forum Equipment Powerhouse 2026. Tidak ada target kendaraan produksi berjangkauan 2.000 km, juga tidak ada jadwal peluncuran komersial dari CATL.

Angka 2.000 km dan klaim energi lima kali lipat baterai solid-state memang terdengar memikat. Laporan tersebut mengaitkannya dengan energi spesifik teoretis lithium-air yang sering dikutip sekitar 3.505 Wh/kg. Masalahnya, angka itu menggambarkan potensi elektrokimia, bukan performa baterai utuh di dalam mobil. Elektrolit, elektrode, komponen pelindung, dan peralatan manajemen udara semuanya menambah bobot serta volume. Selisih antara energi teoretis dan performa otomotif masih sangat lebar.

Peta jalan CATL sendiri menempatkan sodium-ion dan all-solid-state sebagai teknologi yang lebih dekat ke komersialisasi. Lithium-air tetap berada di lapisan riset paling jauh. Sebagai pembanding, ambisi solid-state CATL sudah punya tenggat yang lebih jelas, seperti terlihat pada uji sel solid-state yang diarahkan menuju produksi 2027.

Bagaimana Lithium-Air Bekerja dan Mengapa Angkanya Membengkak

Baterai lithium-ion konvensional menyimpan lithium di dua elektrode, dengan ion lithium berpindah antara anoda dan katode saat pengisian dan pengosongan. Baterai lithium-air memakai lithium metal sebagai elektrode negatif dan oksigen dari lingkungan sekitar sebagai reaktan positif. Saat discharge, lithium bereaksi dengan oksigen membentuk lithium peroxide (Li₂O₂) di dalam katode berpori. Pengisian membalik reaksi tersebut, melepaskan oksigen dan mengembalikan ion lithium ke anoda.

Mengambil oksigen dari luar sel, bukan menyimpannya di material katode konvensional, adalah alasan utama energi spesifik teoretisnya tinggi. Angka 3.505 Wh/kg merujuk pada reaksi lithium-peroxide teoretis dan sudah memasukkan massa oksigen sebagai reaktan. Ada pula angka yang mendekati 12.000 Wh/kg, tetapi itu memakai batas perhitungan berbeda yang mengecualikan massa oksigen. Keduanya bukan angka energi densitas baterai otomotif utuh.

Minat industri pada lithium-air sebenarnya bukan hal baru. IBM meluncurkan proyek Battery 500 pada 2009 dengan target baterai metal-air yang mampu menggerakkan mobil listrik sejauh 500 mil atau sekitar 805 km sekali pengisian. Program riset multinasional itu melibatkan mitra akademik dan industri, tetapi tidak pernah menghasilkan baterai otomotif yang tersedia secara komersial.

Tiga Hambatan Teknis yang Belum Terpecahkan

Riset laboratorium memang menunjukkan kemajuan, tetapi belum menyelesaikan masalah daya tahan. Sebuah studi 2025 oleh peneliti University of Science and Technology of China, termasuk Profesor Peng Tan, meneliti bagaimana sifat transport oksigen dalam elektrolit memengaruhi mekanisme reaksi baterai lithium-oksigen. Studi itu memberi wawasan soal desain elektrode, tetapi tidak menetapkan solusi otomotif untuk penyumbatan katode.

Hasil lain datang dari peneliti Jilin University dan Chinese Academy of Sciences. Studi 2024 di Advanced Energy Materials melaporkan konfigurasi sel pouch lithium-air yang dioptimalkan mencapai 757,5 Wh/kg dengan elektrolit polimer tergel in-situ, plus 241 siklus dalam kondisi laboratorium 500 mA/g dan 1.000 mAh/g. Ini hasil laboratorium, bukan rating paket baterai otomotif yang tervalidasi komersial.

Peneliti Illinois Institute of Technology dan Argonne National Laboratory melaporkan pendekatan lain di jurnal Science 2023. Arsitektur lithium-air solid-state mereka memakai reaksi empat elektron untuk membentuk lithium oxide (Li₂O), bukan jalur lithium-peroxide. Baterai itu menyelesaikan setidaknya 1.000 siklus charge-discharge pada suhu ruang, dengan potensi energi densitas teoretis sekitar 1.200 Wh/kg. Lagi-lagi, itu bukan rating sel komersial yang terukur.

Hambatan pertama adalah manajemen udara. Baterai lithium-air butuh oksigen sekaligus harus membatasi paparan kelembapan dan karbon dioksida. Kelembapan bisa bereaksi dengan lithium metal, sementara karbon dioksida membentuk lithium carbonate (Li₂CO₃). Endapan di dalam katode berpori membatasi transport oksigen dan menurunkan kapasitas terpakai. Sistem otomotif karenanya butuh intake udara terkontrol, filtrasi, dan pengelolaan kelembapan, plus kemungkinan peralatan penanganan gas tambahan. Studi 2023 di Journal of Energy Storage memperkirakan peralatan pendukung itu mengonsumsi 5,4% daya baterai dalam konfigurasi kendaraan yang diusulkan.

Hambatan kedua adalah kemampuan isi ulang dan efisiensi. Lithium peroxide harus dikeluarkan dari katode saat pengisian. Membalik reaksi discharge butuh energi tambahan dan bisa menghasilkan spesies oksigen reaktif yang menyerang elektrolit serta komponen sel lain. Reaksi samping ini berkontribusi pada hilangnya kapasitas dan umur siklus yang terbatas. Anoda lithium metal juga menghadapi ketidakstabilan saat deposisi dan pelepasan lithium berulang. Energi densitas awal yang tinggi tidak menjamin performa andal selama ratusan atau ribuan siklus.

Hambatan ketiga, energi densitas tidak menjamin performa kendaraan. Energi spesifik mengukur simpanan energi per satuan massa, densitas energi volumetrik mengukur simpanan dalam ruang tertentu, dan densitas daya menentukan seberapa cepat energi itu dilepas. Mobil penumpang butuh ketiganya. Baterai dengan energi spesifik luar biasa tetapi output daya rendah tidak otomatis cocok untuk platform kendaraan. Tukar baterai pun tidak menyelesaikan masalah ini, karena swapping tidak bisa membalik dekomposisi kimia, memulihkan elektrolit rusak, atau membersihkan endapan ireversibel di elektrode.

Menariknya, lithium-air bukan sekadar rival baterai solid-state. Peneliti juga meneliti elektrolit padat di dalam arsitektur lithium-air untuk melindungi anoda lithium dan menstabilkan reaksi elektrokimia. Riset Argonne dan Illinois Tech menunjukkan salah satu pendekatan itu, memakai elektrolit padat komposit berbasis nanopartikel mengandung lithium yang ditanam dalam matriks polimer. Ini tidak menetapkan bahwa keramik tertentu seperti garnet LLZO adalah prasyarat universal untuk teknologi lithium-air. Keduanya juga tetap teknologi yang fundamental berbeda.

Prioritas pengembangan CATL dalam waktu dekat tetap sodium-ion dan all-solid-state. Lithium-air masih butuh kemajuan substansial dalam daya tahan, output daya, manajemen udara, efisiensi, dan pengemasan sistem utuh sebelum kelayakannya untuk mobil penumpang bisa ditetapkan. Pesawat nirawak berdaya tahan tinggi di ketinggian kadang disebut sebagai aplikasi potensial untuk baterai berenergi spesifik tinggi, tetapi kemungkinan itu tidak boleh disamakan dengan program deployment CATL yang terkonfirmasi. Sementara itu, pesaing di segmen kendaraan listrik terus bergerak, seperti jangkauan Li Auto i6 yang menunjukkan kemajuan tanpa baterai CATL.

Untuk saat ini, klaim 2.000 km menggambarkan kemungkinan teoretis, bukan kemampuan otomotif yang sudah didemonstrasikan CATL. Mengubah potensi elektrokimia lithium-air yang luar biasa menjadi baterai kendaraan yang tahan lama, bisa diisi ulang, dan praktis tetap menjadi tugas yang jauh lebih sulit. Di sisi lain, CATL juga memperluas portofolio aplikasinya, termasuk lewat range extender truk listrik yang menunjukkan fokus komersialnya di segmen yang lebih matang.