Baterai natrium-ion (Na-ion) menggunakan ion natrium sebagai pengganti ion litium untuk menyimpan dan mengalirkan daya. Natrium jauh lebih melimpah dan ramah lingkungan daripada litium, tetapi masih ada beberapa tantangan yang tersisa untuk menjadikan baterai natrium-ion sebagai juara baterai baru. Baterai menjadi sangat penting untuk kehidupan sehari-hari, dan siapa pun yang menghasilkan baterai yang lebih baik akan menguasai dunia piring. Baterai sodium-ion adalah pesaing utama baterai lithium-ion, tapi apa sebenarnya yang membuatnya istimewa?

Apa Itu Baterai Sodium-Ion?

Baterai sodium-ion adalah baterai yang menggunakan ion sodium (partikel kecil dengan muatan positif ) alih-alih ion litium untuk menyimpan dan melepaskan energi. Baterai natrium-ion mulai menunjukkan kelayakan komersial pada tahun 1990-an sebagai kemungkinan alternatif untuk baterai lithium-ion, jenis yang biasa digunakan pada ponsel dan mobil listrik. Cara Kerja Baterai Sodium-Ion Baterai natrium-ion, juga disebut baterai Na-ion, menggunakan reaksi kimia untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik. Seperti semua baterai, mereka memiliki dua elektroda (elektroda positif dan elektroda negatif) yang dipisahkan oleh elektrolit, yang merupakan zat khusus yang memungkinkan ion (partikel kecil dengan muatan positif atau negatif) bergerak di antara elektroda. Baterai sodium-ion bekerja mirip dengan baterai lithium-ion, tetapi baterai ini menggunakan ion sodium, bukan ion lithium. Pemilihan bahan untuk elektroda dan elektrolit dapat memengaruhi kinerja dan masa pakai baterai, sehingga para peneliti terus bereksperimen dengan berbagai kombinasi untuk menemukan kombinasi terbaik antara biaya, kinerja, dan keamanan. Umumnya, katoda (elektroda negatif) dan elektrolit mengandung sodium. Apa yang Membuat Baterai Sodium-Ion Hebat? Namun, baterai natrium-ion memiliki beberapa keunggulan berbeda dibandingkan baterai tersebut. Sodium adalah unsur yang jauh lebih melimpah daripada litium, membuatnya lebih mudah dan lebih murah untuk diperoleh. Hal ini dapat membuat baterai natrium-ion lebih murah untuk diproduksi daripada baterai lithium-ion dan lebih ramah lingkungan untuk boot! Baterai natrium-ion memiliki potensi untuk menawarkan kerapatan energi yang serupa dengan baterai lithium-ion, menjadikannya cocok untuk berbagai jenis baterai serupa. aplikasi, meskipun belum cukup sampai di sana. Baterai natrium-ion umumnya dianggap lebih aman daripada baterai lithium-ion, karena tidak terlalu rentan terhadap panas berlebih dan terbakar. Meskipun beberapa baterai litium eksperimental telah menunjukkan ketahanan yang luar biasa terhadap kerusakan yang akan membuat baterai saat ini meledak. Kelemahan Baterai Natrium-Ion Tidak ada teknologi baterai yang sempurna, dan ada beberapa alasan baterai natrium-ion belum mengambil alih dari litium yet. Baterai sodium-ion memiliki voltase lebih rendah (2,5V) daripada baterai lithium-ion (3,7V), yang berarti baterai tersebut mungkin tidak cocok untuk aplikasi daya tinggi yang memerlukan banyak energi untuk dikirim dengan cepat.Baterai ini memiliki tingkat pengisian/pengosongan yang lebih lambat daripada baterai lithium-ion, yang mungkin tidak sesuai untuk aplikasi yang memerlukan banyak daya untuk dikirim dengan cepat (seperti kendaraan listrik). Baterai sodium-ion masih memiliki siklus pengisian yang terbatas sebelum baterai mulai menurun , dan beberapa bahan kimia baterai lithium-ion (seperti LiFeP04) dapat mencapai 10.000 siklus sebelum mengalami degradasi. Selain pro dan kontra teknis ini, rantai produksi baterai sodium-ion masih memiliki beberapa kekusutan untuk diselesaikan sebelum dapat menjadi produk komersial yang tersebar luas. Belum lagi para insinyur dan ilmuwan sedang mengerjakan solusi untuk sisa titik lemah teknologi baterai ini.

Potensi Baterai Sodium-Ion Saat Ini dan Masa Depan

Para peneliti dan perusahaan di seluruh dunia bekerja untuk meningkatkan kinerja dan kelayakan komersial baterai sodium-ion. Beberapa area fokus utama termasuk meningkatkan kerapatan energi dan voltase baterai natrium-ion, serta meningkatkan masa pakai dan laju pengisian/pengosongannya. Jika upaya ini berhasil, baterai natrium-ion dapat menjadi alternatif yang layak untuk baterai lithium-ion di masa depan. Mereka berpotensi digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk elektronik portabel, kendaraan listrik, dan sistem penyimpanan energi stasioner. Pada tahun 2022, peneliti di Departemen Energi AS membuat terobosan besar dalam meningkatkan daya tahan baterai baterai sodium-ion. Dengan mengubah beberapa bahan kimia dalam baterai, prototipe baterai seukuran koin bertahan lebih dari 300 siklus dengan tetap mempertahankan kapasitas lebih dari 90%. Namun, bahkan tanpa pendekatan kimia baru ini, tampaknya baterai natrium-ion akan mencapai produksi massal.

Produksi Massal Sodium-Ion Telah Dimulai

Pada bulan Desember 2022 dilaporkan bahwa sebuah perusahaan bernama HiNa bermitra dengan negara bagian China- dimiliki China Three Gorges Corporation, telah memulai produksi massal baterai sodium-ion. Baterai HiNa generasi pertama menawarkan angka kepadatan energi 125Wh/kg, yaitu sekitar setengah dari baterai lithium-ion. Namun, baterai ini diberi peringkat sekitar 4500 siklus pengisian daya, yang jauh lebih banyak daripada baterai lithium-ion biasa. Baterai lithium besi fosfat tipikal menawarkan kepadatan energi yang serupa dengan baterai natrium-ion, dan jumlah pengenal siklus pengisian daya juga serupa. Itu menempatkan baterai natrium-ion dalam persaingan langsung dengan baterai ini untuk aplikasi seperti daya inverter cadangan atau kendaraan listrik. Generasi berikutnya dari baterai HiNa ini direncanakan memiliki kepadatan energi 200Wh/kg, dan generasi selanjutnya diperkirakan akan melebihi itu. Mempertimbangkan bahwa beberapa mobil listrik yang menggunakan baterai litium memiliki kepadatan energi di bawah 250Wh/kg, baterai natrium-ion yang diproduksi secara massal ini memiliki potensi serius untuk mengurangi biaya penyimpanan daya. Namun, seperti halnya baterai LiFeP04, jangan berharap teknologi ini di smartphone atau laptop Anda dalam waktu dekat. Pada perangkat kecil ini, kepadatan energi masih menjadi pertimbangan terpenting. Namun, jangan kaget jika sistem baterai mobil listrik atau tenaga surya Anda menjadi sedikit lebih asin dalam waktu dekat. Disadur dari HowToGeek.com.