Sebuah tim peneliti dari Nanjing Tech University telah mengembangkan terobosan lembaran insulasi berbasis silika aerogel yang dirancang untuk mencegah “pelarian panas” pada baterai lithium-ion. Mampu menahan suhu hingga 1300°C, material baru ini mewakili lompatan signifikan dalam teknologi keselamatan kendaraan listrik (EV).
Mengatasi Masalah Pelarian Termal
Pada paket baterai berdensitas tinggi, kegagalan sel tunggal dapat memicu reaksi berantai yang disebut pelarian termal. Selama peristiwa ini, suhu melonjak dengan hebat dan cepat, menyebabkan panas berpindah ke sel-sel di sekitarnya dan menyebabkan kebakaran baterai yang dahsyat.
Solusi aerogel yang ada secara historis kesulitan membendung lonjakan ini, biasanya hanya berfungsi hingga suhu 300°C atau 650°C. Karena pembakaran sel sebenarnya dapat mencapai suhu antara 650°C dan 1000°C, material sebelumnya sering kali gagal pada saat paling dibutuhkan.
Lembaran aerogel silika yang baru mengatasi kesenjangan ini:
– Tahan Panas Ekstrim: Dapat menahan suhu hingga 1300°C.
– Isolasi Terbukti: Dalam pengujian, lembaran setebal 2,3 mm mampu menjaga sisi berlawanannya tetap di bawah 100°C bahkan setelah terkena suhu 1000°C selama lima menit.
– Perlindungan yang Diperpanjang: Bahan ini dapat mempertahankan isolasi termal hingga dua jam, memberikan jendela penting bagi sistem keselamatan untuk bekerja atau bagi penumpang untuk keluar dari kendaraan.
Rekayasa untuk Daya Tahan dan Skala
Menciptakan material yang memiliki isolasi tinggi dan ketahanan fisik adalah suatu prestasi teknik yang sulit. Para peneliti berfokus pada dua rintangan teknis utama:
1. Integritas dan Elastisitas Struktural
Aerogel adalah struktur berpori nano yang sekitar 99% terdiri dari udara, menjadikannya isolator yang sangat baik tetapi terkenal rapuh. Agar material ini praktis untuk kendaraan listrik—yang sel baterainya terus mengembang dan berkontraksi selama penggunaan—tim merancang lembaran tersebut agar mencapai kompresi elastis lebih dari 90% tanpa kehilangan stabilitas strukturalnya.
2. Skalabilitas Industri
Untuk beralih dari konsep laboratorium ke produksi massal, tim mengoptimalkan proses pengeringan CO₂ superkritis. Dengan menerapkan sistem pemulihan pelarut yang menggunakan kembali lebih dari 99,5% etanol, mereka telah berhasil mengurangi biaya bahan baku hingga lebih dari setengahnya, menjadikan manufaktur skala besar layak secara ekonomi.
Adopsi Pasar dan Konteks Strategis
Teknologi ini telah mengalami integrasi yang cepat ke dalam rantai pasokan pemain industri besar, termasuk CATL, BYD, Sungrow, dan Xiaomi. Meskipun penggunaan langsung utamanya adalah di sektor kendaraan listrik, toleransi suhu tinggi juga membuka pintu untuk penerapan di lingkungan luar angkasa dan industri berat.
Perkembangan ini merupakan bagian dari tren yang lebih luas di sektor energi Tiongkok, yang didorong oleh tujuan strategis dari “Rencana Lima Tahun ke-15” negara tersebut, yang memprioritaskan material canggih dan teknologi energi baru. Ketika industri bergerak menuju kapasitas baterai yang lebih besar—seperti baterai PHEV 80 kWh terbaru dari Svolt—permintaan akan komponen keselamatan canggih seperti “firewall” aerogel ini akan semakin meningkat.
Terobosan ini mengubah insulasi aerogel dari komponen mewah kelas atas menjadi persyaratan keselamatan standar untuk kendaraan listrik pasar massal generasi berikutnya.
Kesimpulan
Dengan menjembatani kesenjangan antara kemampuan isolasi saat ini dan suhu ekstrim pembakaran baterai, material baru ini memberikan lapisan pertahanan penting terhadap kebakaran kendaraan. Kombinasi antara ketahanan panas yang tinggi, elastisitas, dan biaya produksi yang rendah menjadikannya landasan arsitektur baterai EV yang lebih aman dan andal.
