Senin, 13 Juli 2020

Jepang Berhasil Membuat Baterai yang 90% Lebih Murah

Baterai lithium-ion memainkan peran sentral dalam dunia teknologi, memberi daya mulai dari smartphone hingga mobil pintar, dan sekarang salah satu orang yang membantu mengomersialkannya mengatakan dia memiliki cara untuk memotong biaya produksi massal hingga 90% dan secara signifikan meningkatkan keamanan penggunaannya, menurut penelusuran Bloomberg.

Teknologi Baterai
Hideaki Horie, sebelumnya bekerja di Nissan Motor Co., mendirikan APB Corp yang berbasis di Tokyo pada tahun 2018 untuk membuat "All Polymer Battery" (yang juga nama perusahaannya). Awal tahun ini perusahaan menerima dukungan dari sekelompok perusahaan termasuk kontraktor umum Obayashi Corp, produsen peralatan industri Yokogawa Electric Corp dan pembuat serat karbon Teijin Ltd.

"Masalah dengan membuat baterai lithium sekarang adalah pembuatan perangkat, seperti semikonduktor," kata Horie dalam sebuah wawancara. "Tujuan kami adalah menjadikannya lebih seperti produksi baja."

Pembuatannya yang Sulit
Pembuatan sel, unit dasar dalam setiap baterai, adalah proses rumit yang membutuhkan kondisi "ruang bersih" dengan kunci udara untuk mengontrol kelembaban, penyaringan udara konstan dan presisi yang akurat untuk mencegah kontaminasi bahan yang sangat reaktif. Pengaturannya bisa sangat mahal sehingga hanya segelintir perusahaan top, seperti LG Chem Ltd. Korea Selatan, CATL China dan Panasonic Corp Jepang yang membuatnya dan dapat menghabiskan miliaran dolar untuk membangun pabrik yang cocok.

Inovasi Horie adalah mengganti komponen dasar baterai, yaitu elektroda berlapis logam dan elektrolit cair, dengan konstruksi resin. Dia mengatakan pendekatan ini secara dramatis menyederhanakan dan mempercepat pembuatan, membuatnya semudah "memanggang roti."

Modifikasi memungkinkan lembaran baterai sepanjang 10 meter ditumpuk di atas satu sama lain "seperti bantal kursi" untuk meningkatkan kapasitas, katanya. Yang penting, baterai berbasis resin juga tahan terhadap api ketika tertusuk.

Pada bulan Maret, APB mengumpulkan 8 miliar yen (US$ 74 juta), yang jumlahnya kecil menurut standar industri yang lebih luas tetapi akan cukup untuk melengkapi satu pabrik untuk produksi massal yang dijadwalkan akan dimulai tahun depan. Horie memperkirakan dana tersebut akan membuat pabriknya di Jepang tengah mencapai kapasitas 1 gigawatt-jam pada 2023.

Teknologi Baterai Terus Berkembang
Baterai lithium-ion telah berkembang sejak pertama kali dikomersialkan hampir tiga dekade lalu. Teknologi membuatnya bertahan lebih lama, mengemas lebih banyak daya dan biaya 85 persen lebih murah daripada yang ada pada 10 tahun yang lalu, berfungsi sebagai baterai yang bekerja keras dan tenang yang telah mendorong pertumbuhan smartphone dan tablet semakin kuat. Tetapi keamanan tetap menjadi masalah dan baterai telah menjadi penyebab kebakaran di segala hal, dari mobil Tesla Inc. hingga jet Dreamliner Boeing Co. dan smartphone Samsung Electronics Co.

"Hanya dari sudut pandang fisika, baterai lithium-ion adalah pemanas terbaik yang pernah dibuat manusia," kata Horie.

Dalam baterai tradisional, kebocoran dapat membuat lonjakan berukuran ratusan ampere setara dengan beberapa kali arus listrik dikirim ke rumah rata-rata. Temperatur kemudian dapat mencapai hingga 700 derajat Celcius.

Baterai APB menghindari kondisi bencana seperti itu dengan menggunakan apa yang disebut desain bipolar, menghilangkan hambatan daya saat ini dan memungkinkan seluruh permukaan baterai menyerap gelombang.

"Karena banyaknya insiden, keselamatan menjadi perhatian utama di industri ini," kata Mitalee Gupta, analis senior untuk penyimpanan energi di Wood Mackenzie. "Ini bisa menjadi terobosan untuk aplikasi penyimpanan dan kendaraan listrik, asalkan perusahaan mampu meningkatkan cukup cepat."

Namun teknologinya bukannya tanpa kekurangan. Polimer tidak konduktif seperti logam, dan itu dapat secara signifikan mempengaruhi daya dukung baterai, menurut Menahem Anderman, presiden Total Battery Consulting Inc. yang berbasis di California

Juga, satu kelemahan dari desain bipolar adalah bahwa sel-sel dihubungkan secara berurutan dalam suatu rangkaian, sehingga sulit untuk mengontrol masing-masing secara individual, kata Anderman. Dia juga mempertanyakan apakah penghematan biaya akan cukup untuk bersaing dengan pemain lama.

"Modal tidak membunuh biaya baterai lithium-ion," kata Anderman. “Lithium-ion dengan elektrolit cair akan tetap menjadi aplikasi utama selama 15 tahun atau lebih. Itu tidak sempurna dan tidak murah, tetapi di luar lithium-ion ada lithium-ion yang lebih baik. "

APB Menghindari Persaingan Besar
Horie mengakui bahwa APB tidak dapat bersaing dengan raksasa baterai yang sudah mendapatkan manfaat dari skala ekonomi setelah berinvestasi miliaran. Alih-alih menargetkan "kesempatan emas" dari sektor otomotif yang beralih ke listrik, APB pertama-tama akan fokus pada baterai stasioner yang digunakan di gedung, kantor dan pembangkit listrik.

Pasar itu akan bernilai $ 100 miliar pada tahun 2025 di seluruh dunia lebih dari lima kali ukurannya tahun lalu menurut perkiraan oleh Wood Mackenzie. AS sendiri, yang bersama-sama dengan China akan menjadi sumber utama peningkatan permintaan penyimpanan energi, kemungkinan akan melihat peningkatan 10 kali lipat menjadi $ 7 miliar pada periode tersebut.

Perjalanan Karir Horie
Horie yang saat ini berusia 63 tahun, memulai dengan baterai lithium-ion di awal karirnya. Pada bulan Februari 1990, di awal karirnya di Nissan, ia memulai penelitian mobil yang baru lahir yaitu kendaraan listrik dan hibrida.

Hanya beberapa minggu kemudian, Sony Corp mengejutkan industri dengan bertaruh pada teknologi nikel-hidrida dengan mengumumkan rencana untuk mengkomersialkan alternatif lithium-ion. Horie mengatakan dia segera melihat janji itu, dan mendorong kedua perusahaan untuk menggabungkan upaya penelitian pada tahun yang sama.

Pada tahun 2000, Nissan menyerah pada bisnis baterai, setelah baru saja diselamatkan oleh Renault SA. Horie mencoba meyakinkan bos barunya, Carlos Ghosn, bahwa kendaraan listrik memiliki prospek. Setelah presentasi selama 28 menit, Ghosn yang terlihat sangat bersemangat memproklamirkan karya Horie sebagai investasi penting dan menyalakan proyek itu. Nissan Leaf akan menjadi kendaraan listrik terlaris selama satu dekade.

Horie datang dengan ide untuk baterai all-polimer saat masih di Nissan, tetapi tidak bisa mendapatkan dukungan kelembagaan untuk menjadikannya nyata. Pada 2012, saat mengajar di Universitas Tokyo, ia didekati oleh Sanyo Chemical Industries Ltd., yang dikenal karena bahan superabsorbennya yang digunakan dalam popok.

Bersama-sama, keduanya mengembangkan baterai pertama di dunia menggunakan polimer gel konduktif. Pada 2018, Horie mendirikan APB, dan Sanyo Chemical menjadi salah satu investor awal. APB telah mendapatkan pelanggan pertama, sebuah perusahaan besar Jepang yang produknya dijual ke luar negeri, kata Horie. Dia menolak untuk memberikan rincian lebih lanjut tetapi mengatakan APB berencana untuk membuat pengumuman segera setelah Agustus.

"Ini akan menjadi bukti bahwa baterai kita dapat diproduksi secara massal," kata Horie. “Pembuat baterai telah menjadi perakit. Kami menempatkan kimia kembali ke peran utama. "

Tidak ada komentar:

Posting Komentar