Janji baterai yang dapat terisi dalam enam menit bukanlah hal baru. Mereka muncul di laboratorium, diiklankan dalam siaran pers, dan kemudian menghilang ke latar belakang. Mengapa? Karena industrialisasi kimia adalah mimpi buruk. Terlalu rumit atau mahal untuk bersaing dengan lini produksi yang ada. Sebuah startup bernama Echion Technologies mengklaim telah memecahkan kode tersebut.
Jean De La Verpillière mendirikan Echion saat belajar untuk gelar PhD di bidang nanosains di Universitas Cambridge. Promosi penjualan perusahaan ini agresif. Perusahaan mengklaim bahan kimia lithium-ion barunya dapat memangkas waktu pengisian daya untuk ponsel cerdas dan mobil listrik menjadi hanya enam menit. Tidak seperti banyak produk “terobosan” lainnya yang sedang dalam penelitian dan pengembangan, Echion mengatakan produk tersebut siap diluncurkan secara komersial tahun depan.
Gunakan bubuk rahasia sebagai pengganti grafit
Inti dari teknologi Echion adalah peralihan sederhana. Ini menggantikan elektroda grafit negatif standar baterai lithium-ion dengan bubuk khusus. Komposisi kimia yang tepat merupakan rahasia dagang. Para penemunya mengklaim bahwa material tersebut dapat mendukung pengisian cepat tanpa risiko keselamatan umum seperti pelarian termal atau pembentukan dendrit.
Jika iya, baterai yang menggunakan komponen ini bisa terisi penuh dalam waktu 6 menit. Bekerja pada skala apa pun.
Echion saat ini memproduksi satu kilo bubuk per hari. Ini cukup untuk aki mobil listrik. Saat ini perusahaan sedang memperluas skalanya dengan target 1.000 ton per tahun. Mereka mengklaim bahwa hal ini tidak memerlukan pabrik baru. Sebaliknya, material tersebut dapat disuntikkan ke dalam infrastruktur manufaktur baterai yang sudah ada dengan investasi modal minimal.
Namun, siaran persnya tidak menyebutkan informasi keras apa pun. Tidak mungkin untuk mengatakan berapa banyak siklus pengisian baterai yang akan bertahan sebelum baterai rusak. Apakah masa pakainya sama dengan baterai lithium ion standar? Kita harus menunggu hingga tahun depan untuk melihat apakah pertaruhan Echion membuahkan hasil.
Toshiba SCiB: 6 menit 320 km
Toshiba sudah lama bermain di pool ini. Pada bulan Oktober 2017, raksasa Jepang ini mengumumkan teknologi SCiB (Baterai ion Super Charge ) generasi baru. Spesifikasinya sangat mengesankan. Jangkauannya dikatakan 320 km setelah 6 menit pengisian daya. Komersialisasi direncanakan pada tahun 2019.
Ini bukan demonstrasi pengisian cepat pertama Toshiba. SCiB diluncurkan pada tahun 2008. Versi aslinya dapat mengisi daya 90% dalam 5 menit dan memiliki masa pakai 10 tahun. Baterai ini banyak ditemukan di mobil listrik pasar massal seperti Mitsubishi i MiEV (Peugeot iOn di Prancis) dan Honda Fit EV. Model awal ini menggunakan anoda litium titanat oksida.
Di versi baru, kapasitas penyimpanan ditingkatkan dua kali lipat dengan perubahan material. Campuran niobium titanium oksida (NbTi) saat ini digunakan di anoda. Paduan ini memiliki sifat superkonduktor pada suhu rendah. Toshiba mengumumkan bahwa mereka telah menguasai metode sintesis dan penyusunan kristal NbTi yang secara efektif menggandakan kepadatan energi dibandingkan dengan desain litium titanat konvensional.
Pengujian prototipe SCiB 50 Ah menunjukkan bahwa ia dapat menahan 5.000 siklus pengisian daya sambil mempertahankan 90% dari kapasitas aslinya. Baterainya juga tahan terhadap cuaca dingin. Pengisian daya efisien pada suhu hingga -10°C dan memerlukan waktu sekitar 10 menit untuk mencapai kondisi pengisian daya yang signifikan. Daya tahan tersebut mendukung klaim mampu menempuh jarak 320 kilometer setelah berhenti cepat selama 6 menit.
Janji 5 menit pertama
Tekanan pengisian daya ultra cepat bukanlah hal baru. Pada bulan November 2009, Toshiba mengumumkan rencana untuk memproduksi baterai SCiB secara massal untuk industri otomotif. Tujuannya berani: mengisi daya mobil listrik dalam lima menit.
Mereka menetapkan cara SCiB untuk meningkatkan daya saingnya dalam pengisian dan pengisian bahan bakar. Diukur pada pengisian daya 90% dalam 5 menit. Daya tahan juga menjadi nilai jual. Menurut Toshiba, baterainya dapat bertahan lebih dari 6.000 siklus pengisian/pengosongan dalam 10 tahun penggunaan sehari-hari tanpa penurunan kinerja yang signifikan.
Kesenjangan antara prototipe dan produk merupakan kendala besar. Echion yakin bahwa pendekatan berbasis bubuk dapat menghindari hambatan biaya. Toshiba telah meningkatkan anoda paduan oksida selama lebih dari satu dekade. Keduanya mengincar cawan suci yang sama. Waktu hampir habis, dan waktu hampir habis untuk menguji apakah kedua belah pihak dapat memenuhi janji enam menit mereka dalam skala besar.
Perbedaan waktu pengisian daya: dari 30 menit hingga beberapa jam
Toshiba sedang berkembang. Perusahaan ini telah memiliki fasilitas manufaktur baterai SCiB sendiri dan berencana membuka pabrik kedua pada musim semi 2011. Sasarannya sangat ambisius: memproduksi 500.000 baterai per bulan pada tahun pertama dan kemudian memperluas produksi untuk memasok produsen kendaraan hibrida dan listrik besar. Ini termasuk hibrida plug-in yang akan datang seperti Chevrolet Volt dan Opel Ampera.
Realitas mobil listrik saat ini sangat kontras. Sebagian besar baterai lithium-ion yang diproduksi membutuhkan waktu beberapa puluh menit untuk diisi. Ambil contoh Nissan Leaf dan Mitsubishi i-MiEV. Keduanya diperkenalkan ke pasar Eropa pada akhir tahun 2010. Pengisian daya 80% membutuhkan waktu 30 menit, tetapi hanya jika menggunakan stasiun pengisian daya terpisah. Menghubungkan ke stopkontak standar 200 volt dapat memakan waktu beberapa jam.
Perbedaan ini menentukan pengalaman pengguna. Pengisian cepat memang ada, tetapi itu tergantung pada infrastruktur spesifiknya. Pengisian daya yang lambat bersifat universal tetapi tidak praktis untuk pengisian ulang yang cepat. Teknologi SCiB Toshiba bertujuan untuk mengisi kesenjangan ini dengan kepadatan daya yang lebih tinggi dan kecepatan penyerapan yang lebih cepat.
“Perbedaan ini menentukan pengalaman pengguna. Ada pengisian cepat, tetapi tergantung pada infrastruktur spesifik.”
Bagi pengemudi, perbedaan antara 30 menit dan tiga jam ibarat perbedaan antara rehat kopi singkat dan kencan makan siang yang besar. Infrastruktur menentukan perilaku. Di area di mana pengisi daya cepat terkonsentrasi, kekhawatiran akan jangkauan berkurang. Jika hanya soket standar yang tersedia, pengemudi membuat rencana berdasarkan waktu pengisian daya. Ekspansi Toshiba menunjukkan bahwa industri ini berinvestasi dalam volume untuk mengurangi biaya dan meningkatkan ketersediaan.
Kecepatan bukan satu-satunya masalah. Ini semua tentang konsistensi. Bisakah jaringan tersebut menahan beban? Dapatkah baterai bertahan dalam siklus cepat berulang tanpa degradasi? Pabrik Toshiba lainnya menyarankan jawabannya. Lebih banyak produksi berarti lebih banyak data. Lebih banyak informasi berarti kimia lebih maju.
Sampai saat itu tiba, waktu terus berjalan.
