Riset LG Perpanjang Umur Baterai LMR hingga Ribuan Siklus

Telset.id – LG Energy Solution bersama Seoul National University berhasil mempertahankan 92,2% kapasitas energi awal baterai lithium manganese-rich (LMR) eksperimental setelah 883 siklus pengisian dan pengosongan daya, sebuah terobosan yang menjawab kekhawatiran utama tentang daya tahan kimia baterai yang menjanjikan ini.

Baterai LMR selama ini dikenal sebagai salah satu kandidat paling kuat untuk menggantikan kimia baterai yang lebih murah seperti lithium iron phosphate (LFP). Daya tarik utamanya terletak pada biaya produksi yang lebih rendah dibandingkan baterai kaya nikel, serta kepadatan energi yang lebih tinggi daripada LFP. Namun, masalah degradasi kapasitas dan penurunan tegangan yang berkepanjangan telah menjadi penghalang utama adopsi teknologi ini secara luas.

Dalam eksperimen terbaru yang dilakukan LG, para peneliti berfokus pada pengendalian reaksi oksigen di dalam katoda. Oksigen adalah elemen kunci yang membantu baterai LMR menyimpan energi, tetapi reaksi yang ditimbulkannya harus dapat berbalik selama proses pengosongan daya. Jika tidak, reaksi tersebut dapat merusak struktur sel dan menyebabkan penumpukan gas, sebuah kondisi yang berbahaya di dalam sel baterai yang padat.

Mengubah Tegangan Operasional dan Proses Manufaktur

Para peneliti menemukan bahwa penurunan batas pengisian daya dari 4,6 volt menjadi 4,3 volt mampu meningkatkan pemulihan oksigen dari 86% menjadi 97%. Selain itu, mengizinkan pengosongan daya hingga 2 volt, bukan 3 volt, juga memberikan dampak positif. LG kemudian menggabungkan penyesuaian tegangan ini dengan proses formasi bersuhu lebih rendah, yaitu kondisi awal yang dilalui sel selama proses manufaktur.

Protokol yang dioptimalkan ini berhasil mengurangi pembentukan gas dan kerusakan struktural secara signifikan. Hasilnya, sel LMR eksperimental mampu mempertahankan 92,2% energi awalnya setelah 883 siklus pengisian-pengosongan daya. Sebagai konteks, kendaraan listrik (EV) umumnya diharapkan bertahan antara 1.000 hingga 2.000 siklus pengisian daya.

“Studi ini mengidentifikasi penyebab degradasi pada baterai LMR dari perspektif reversibilitas oksigen dan menunjukkan bahwa stabilitas sel dapat ditingkatkan melalui desain protokol elektrokimia saja,” ujar Profesor Jongwoo Lim dari Seoul National University dalam studi tersebut. “Kami mengonfirmasi bahwa mencapai stabilitas jangka panjang pada baterai LMR memerlukan pertimbangan komprehensif tidak hanya pada kondisi pengisian daya tetapi juga kondisi pengosongan daya.”

LMR sendiri merupakan anggota lain dari keluarga lithium-ion dengan katoda yang sangat mengandalkan mangan. Daya tarik kimia baterai ini mudah dijelaskan: mangan lebih murah dan lebih melimpah dibandingkan nikel dan kobalt. Dengan menggunakan lebih banyak mangan, produsen dapat mengurangi bahan-bahan mahal sekaligus berpotensi mendapatkan baterai yang tidak hanya murah tetapi juga berkinerja setara dengan baterai nikel kobalt mangan (NCM) pada umumnya.

LG menjelaskan bahwa “Penelitian ini menjawab salah satu tantangan utama yang dihadapi baterai LMR. Penelitian ini menunjukkan bahwa masa pakai baterai yang stabil dapat diamankan bahkan dalam sel berformat besar dengan secara efektif menekan pembentukan gas, memberikan fondasi penting untuk pertumbuhan pasar baterai LMR generasi berikutnya.”

Komitmen Industri terhadap Baterai LMR

Beberapa produsen otomotif telah berinvestasi besar pada teknologi LMR. General Motors (GM) memperkirakan penghematan biaya yang substansial dari penerapan kimia baterai ini pada EV produksinya. GM bahkan telah memproyeksikan kepadatan energi 33% lebih tinggi dibandingkan LFP dengan biaya yang sebanding untuk sel LMR buatannya sendiri.

Janji teknologi LMR menjadi salah satu alasan GM mempertimbangkan kembali apakah LFP masih layak masuk dalam jajaran EV masa depannya. Sebelumnya, GM dan LG telah mengumumkan rencana produksi LMR di Amerika Serikat pada tahun 2028. Perkembangan teknologi baterai ini juga menarik perhatian industri otomotif yang tengah mencari cara menekan biaya produksi EV tanpa mengorbankan performa.

Meskipun hasil penelitian LG ini menjanjikan, perusahaan belum menunjukkan apakah sel LMR buatannya mampu mengungguli baterai LFP produksi dalam hal kecepatan pengisian daya, performa cuaca dingin, atau masa pakai. Namun, kemajuan ini tetap menjaga baterai LMR tetap dalam radar industri. Pertanyaan terbesar yang tersisa adalah seberapa baik teknologi ini bertahan ketika berpindah dari laboratorium ke kendaraan produksi nyata.

Riset ini juga membuka peluang bagi pengembangan baterai yang lebih terjangkau untuk kendaraan listrik di masa depan. Dengan biaya bahan baku yang lebih rendah, baterai LMR berpotensi menurunkan harga EV secara signifikan jika tantangan teknis lainnya dapat diatasi. Industri akan terus mengamati perkembangan berikutnya dari LG dan mitra otomotifnya untuk melihat apakah janji baterai LMR dapat terwujud dalam skala komersial.