Studi ini diterbitkan pada 9 Oktober di jurnal ilmiah ternama dunia.
Fosfor hitam adalah alotrop dari fosfor putih. Struktur berlapis uniknya memberikannya konduktivitas ionik yang kuat dan kapasitas muatan teoretis yang tinggi, menjadikannya material elektroda yang menjanjikan dengan kemampuan pengisian cepat. Namun, fosfor hitam cenderung mengalami degradasi struktural di tepi struktur berlapisnya, dan kinerja terukur jauh di bawah ekspektasi teoretis. Baru-baru ini, tim peneliti mengadopsi strategi “desain antarmuka”, mengikat fosfor hitam dan grafit melalui ikatan kovalen fosfor-karbon. Pendekatan ini tidak hanya menstabilkan struktur material tetapi juga meningkatkan konduktivitas intrinsik komposit fosfor hitam-grafit untuk ion litium.
Namun, material elektroda biasanya dilapisi dengan bahan kimia yang terdegradasi dalam elektrolit, beberapa di antaranya menghambat penetrasi ion litium—mirip seperti debu pada kaca yang menghalangi cahaya. Tim riset gabungan menerapkan gel polimer tipis untuk menciptakan lapisan tahan debu yang “membasahi” permukaan komposit fosfor hitam-grafit, memungkinkan ion litium untuk melewatinya.
Kecepatan pengisian yang lambat dan jarak tempuh yang terbatas tetap menjadi kendala utama dalam pengembangan kendaraan listrik.
Jika produksi massal material ini tercapai, material katoda yang kompatibel dan komponen pendukung lainnya dapat dikembangkan. Optimasi lebih lanjut pada struktur baterai litium, manajemen termal, dan desain pelindung dapat memungkinkan baterai ion litium dengan kepadatan energi 350 watt-jam per kilogram dan kemampuan pengisian cepat.
Baterai ion litium dengan kepadatan energi 350 watt-jam per kilogram dapat memberikan kendaraan listrik jarak tempuh hampir 1.000 kilometer. Digabungkan dengan teknologi pengisian cepat, pengalaman pengguna kendaraan listrik akan meningkat secara signifikan.
