Energi
Apakah Kapasitas Baterai Kendaraan Listrik Anda Menurun? Salahkan Hidrogen
Securities.io mempertahankan standar editorial yang ketat dan dapat menerima kompensasi dari tautan yang ditinjau. Kami bukan penasihat investasi terdaftar dan ini bukan nasihat investasi. Silakan lihat pengungkapan afiliasi.
Kehilangan Energi Baterai
Bahkan setelah puluhan tahun menggunakannya dalam elektronik—dan sekarang kendaraan listrik—kita masih belum sepenuhnya memahami baterai lithium-ion. Misalnya, salah satu masalah tersebut adalah kecenderungan baterai untuk mengeluarkan daya sendiri seiring waktu. Ini adalah masalah yang cenderung menjadi lebih besar seiring waktu, dan merupakan alasan utama mengapa baterai mencapai akhir masa pakainya setelah 7-10 tahun dalam banyak kasus.
Pelepasan muatan sendiri juga menjadi masalah bagi kimia baterai yang tidak menggunakan kobalt, membatasi penerapannya meskipun kobalt mahal dan diproduksi dalam kondisi yang sering melanggar hak asasi manusia.
Hingga baru-baru ini, para ilmuwan berasumsi bahwa pelepasan muatan sendiri terkait dengan ion litium (lihat di bawah untuk keterangan lebih lanjut). Namun, tampaknya ini tidak benar.
Para peneliti baru-baru ini menerbitkan temuan mereka bahwa proton (inti hidrogen) sebenarnya bertanggung jawab atas pelepasan muatan sendiri. Hal ini membuka jalan bagi desain dan cara baru untuk mengurangi masalah tersebut, yang berpotensi meningkatkan baterai masa depan secara signifikan.
Mereka menerbitkan temuan mereka dalam publikasi bergengsi Science dengan judul “Hidrogenasi oksida yang dimediasi pelarut dalam katoda berlapis".
Hal ini dicapai melalui upaya kolaboratif besar-besaran yang melibatkan para peneliti dari Universitas Colorado, Laboratorium Penelitian Angkatan Darat DEVCOM, Laboratorium Akselerator Nasional SLAC, Laboratorium Nasional Argonne, Laboratorium Nasional Pacific Northwest, Universitas Houston, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, Universitas Negeri Oregon, Universitas Stanford, Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley, dan Universitas Nasional Taiwan.
Paradigma Sebelumnya
Baterai litium bekerja dengan memindahkan ion litium dari sisi anoda ke sisi katoda melalui elektrolit. Aliran ini menciptakan arus listrik. Prosesnya terbalik saat mengisi daya baterai.
Sumber: ResearchGATE
Hingga saat ini, asumsinya adalah bahwa pelepasan muatan sendiri terkait dengan ion litium yang tetap terjebak di katode, sehingga tidak kembali ke anoda saat pengisian daya, sehingga mengurangi ion yang tersedia untuk menghasilkan daya.
Hal ini menjadi inti dari peningkatan desain litium-ion, dengan banyak upaya untuk mengoptimalkan aliran litium-ion dan membuat aliran baliknya ke anoda sesempurna mungkin. Namun, tampaknya ini bukanlah masalah sebenarnya.
Hidrogen Mengambil Bintik-bintik Litium
Para peneliti berhasil menganalisis material baterai secara mendalam menggunakan mesin sinar-X berkekuatan tinggi di Departemen Energi AS Argonne National Laboratory di Illinois.
Dengan melakukan hal itu, mereka menemukan bahwa molekul hidrogen dari elektrolit baterai akan bergerak ke bahan katode dan mengambil tempat ion litium. Hal ini menyebabkan berkurangnya ruang yang tersedia untuk ion litium, sehingga mengurangi kapasitas baterai.
Hal ini sebagian besar terjadi pada lapisan oksida logam transisi pada katode.
Selain itu, proses ini juga merusak katoda secara fisik, menyebabkan keretakan dan mempercepat degradasi baterai.
Jadi proton hidrogen tidak hanya mengurangi masa pakai baterai dengan mengurangi kapasitasnya, tetapi juga menyebabkan kerusakan langsung yang selama ini diasumsikan disebabkan oleh ion litium.
Potensi Langsung
Memecahkan Keterbatasan EV
Keterbatasan utama dalam adopsi kendaraan listrik & peralihan ke baterai bebas kobalt adalah bahwa bahan kimia alternatif menunjukkan jarak tempuh yang relatif lebih rendah. Bagi sebagian pengemudi, ini merupakan keterbatasan yang tidak dapat diterima dibandingkan dengan mobil berbahan bakar.
Kekhawatiran baterai yang lebih tahan lama dibanding bagian mobil lainnya, yang menyebabkan pengeluaran tambahan yang tidak terduga, juga menjadi kekhawatiran utama yang menghalangi banyak orang untuk beralih ke kendaraan listrik. Terutama karena sebagian besar model kendaraan listrik masih agak lebih mahal untuk dibeli.
Umur pakai yang pendek ini juga menjadi perhatian ekologis, karena berarti semakin banyak material yang perlu ditambang, semakin banyak energi yang dikonsumsi untuk memproduksi baterai, dan semakin banyak upaya yang perlu dilakukan untuk daur ulang.
Meningkatkan Umur Katoda
Sekarang setelah kita tahu bahwa hidrogen, bukan litium, yang menjadi penyebab degradasi katode, kita cenderung menemukan solusi yang efektif. Misalnya, para peneliti membahas penggunaan lapisan khusus pada katode yang dapat menghalangi molekul hidrogen.
Pilihan lainnya adalah menggunakan elektrolit lain yang tidak menghasilkan hidrogen sejak awal.
Baterai Solid-State
Ini juga merupakan penemuan yang menggembirakan untuk baterai solid-state. Karena desain ini sama sekali tidak menggunakan elektrolit, baterai ini mungkin sepenuhnya kebal terhadap masalah yang disebabkan oleh hidrogen yang dihasilkan dari elektrolit.
Hal ini sendiri dapat menjelaskan sebagian kinerja baterai solid-state yang luar biasa.
Berinvestasi dalam Teknologi Baterai Canggih
Baterai menjadi pusat tren elektrifikasi, yang merupakan usaha bernilai triliunan dolar yang bertujuan untuk menghilangkan bahan bakar fosil dari sumber daya kita. Baterai yang lebih andal, lebih murah, atau lebih tahan lama akan menjadi pusat upaya "penghijauan" sistem energi kita.
Anda dapat berinvestasi di perusahaan terkait baterai melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukannya di sini sekuritas.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di Amerika Serikat, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.
Jika Anda tidak tertarik untuk memilih perusahaan baterai tertentu, Anda juga dapat melihat ETF baterai Amplifikasi Teknologi Lithium & Baterai ETF (BATT), Global X ETF Teknologi Lithium & Baterai (LIT), Atau Solusi Baterai WisdomTree UCITS ETF, yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan industri baterai yang sedang berkembang.
Atau Anda dapat melihat artikel kami di “10 Saham Baterai Teratas Untuk Diinvestasikan"Dan"10 Saham Logam Baterai & Tambang Energi Terbarukan Teratas".
Perusahaan Baterai Tingkat Lanjut
1. CATL (300750.SZ)
Kita sudah membicarakan tentang keunggulan teknologi CATL. Perusahaan ini adalah pemimpin global dalam manufaktur baterai, memproduksi lebih dari setengah volume baterai global. Perusahaan ini hadir di setiap langkah rantai pasokan manufaktur baterai dan merupakan pemimpin dalam teknologi baterai.
Hal ini berlaku untuk baterai lithium-ion, di mana perusahaan ini telah lama menjadi pemimpin. Sekarang terlihat kecil dibandingkan dengan pengumuman terbaru.
CATL juga telah mengumumkan kemajuan mengesankan di masa lalu pada beberapa jenis baterai lainnya:
- Baterai dengan masa pakai sangat lama 12,000 siklus untuk penyimpanan energi skala utilitas, dengan 18,000 siklus sebagai tujuan jangka panjang.
- Baterai LFP (Lithium Ferrum Phosphate) 700 km yang mengisi daya sejauh 400 km dalam 10 menit sekarang terlihat kecil dibandingkan dengan pengumuman terbaru.
- 500 Wh/kg, berpotensi memungkinkan elektrifikasi pesawat penumpang.
- Produksi massal baterai natrium-ion 160Wh/kg, dengan target 200 Wh/kg.
Sumber: CATL
CATL juga telah menginvestasikan 3.25 miliar dalam kapasitas daur ulang baterai di Tiongkok. CATL telah mencapai tingkat pemulihan yang luar biasa 99.6% untuk nikel, kobalt, mangan, dan 91% untuk litium.
Berkat skala, fokus, dan pencapaian penelitian dan pengembangannya, CATL kemungkinan akan menjadi yang terdepan dalam inovasi, manufaktur, dan daur ulang baterai.
Hal ini menjadikannya mitra utama bagi produsen kendaraan listrik, termasuk Tesla, NIO, Ford, Stellantis, dll. dengan Hyundai baru-baru ini menambah jagoan aliansi strategis CATLs.
Selain itu, pelajaran yang dipetik dalam satu kimia dapat diterapkan di bidang kimia lain, sehingga kita mungkin akan segera melihat baterai sarang lebah atau baterai natrium-ion kondensasi, misalnya. Skala ekonomi dalam memproduksi separuh baterai dunia juga kemungkinan berlaku untuk seluruh perusahaan, terlepas dari teknologi spesifik yang digunakan dalam masing-masing produk.
2. BYD (BYDDY)
Sebagai penantang lama Tesla di pasar kendaraan listrik, BYD telah menjadi pesaing serius tidak hanya bagi Tesla tetapi juga bagi hampir semua produsen mobil.
Perusahaan ini berevolusi dari awalnya sebagai pemasok baterai telepon lithium-ion menjual hampir sama banyaknya kendaraan listrik seperti Tesla di China (pasar kendaraan listrik terbesar di dunia) dan menjadi kendaraan listrik terlaris di Thailand, Swedia, Australia, Selandia Baru, Singapura, Israel, dan Brasil.
BYD adalah salah satu faktor utama mengapa Tiongkok tiba-tiba menjadi eksportir mobil terbesar di dunia pada tahun 2023, melampaui Jepang. Ekspansi agresif perusahaan di luar negeri juga didukung oleh pabrik-pabrik baru, seperti di Hongaria.
Dan dengan dirilisnya mobil seharga $10,000-$12,000 seperti Seagul, yang menggunakan baterai natrium, pasar baru mungkin terbuka untuk BYD EV.
BYD masih merupakan produsen baterai, dan merupakan penantang serius bagi CATL di pasar baterai LFP (lithium iron phosphate), dengan pangsa pasar sebesar 41.1% di Tiongkok (dibandingkan dengan CATL yang sebesar 33.9%).
“Banjir” kendaraan listrik murah yang diproduksi BYD ke pasar Eropa dan Amerika kemungkinan akan ditanggapi dengan sejumlah proteksionisme (bahkan di atas tarif yang baru-baru ini diberlakukan), yang dapat menghambat pertumbuhan BYD.
Namun pada saat yang sama, kendaraan listrik murah asal Tiongkok sudah sukses besar di negara-negara lain di dunia, karena tidak banyak perusahaan yang bisa dilindungi oleh produsen mobil dalam negeri, termasuk Amerika Selatan, Rusia, Afrika, dan Timur Tengah. , dan Asia Tenggara.
Jumlah ini mewakili beberapa miliar pelanggan potensial BYD, yang tinggal di negara-negara yang ingin mencapai keseimbangan geopolitik dan menjaga hubungan baik dengan negara-negara Barat dan Tiongkok, sehingga hal ini kemungkinan besar tidak akan menciptakan hambatan proteksionis yang terlalu kuat.
Dan bahkan di UE atau AS, BYD mungkin tetap kompetitif, berkat harga yang jauh lebih tinggi dari produsen kendaraan listrik lokal dibandingkan dengan harga di Tiongkok, serta lokalisasi produksi di luar Tiongkok untuk pasar-pasar tersebut, seperti, misalnya, di Eropa Timur, Meksiko, atau Turki.
