Yusuf Hari Mulyadi – 02/09/2022

Electric Vehicle (EV) merupakan masa depan moda transportasi dunia. Konsumsi energi yang lebih hemat dan terlebih lagi sifatnya yang ramah lingkungan, seakan menjawab kekhawatiran dunia tentang perubahan iklim yang terjadi hari ini. Dalam implementasi fungsi EV di bidang perindustrian pun tidak bisa dipandang sebelah mata, tidak menutup kemungkinan armada alat berat sekalipun bisa menggunakan tenaga listrik sebagai sumbernya.

Salah satu komponen vital dalam sebuah kendaraan listrik tidak lain adalah sebuah baterai. Di dalam hampir setiap EV, terdapat baterai lithium-ion yang bergantung pada beberapa mineral utama untuk menjadi sumber tenaga penggerak. Mineral tersebut membentuk bagian-bagian rumit di dalam sel baterai untuk memastikan aliran arus listrik yang sesuai, juga melindungi rangkaian sel dari gangguan kondisi eksternal.

 

Komponen Mineral Baterai EV

Pada umumnya, Sel-sel dalam baterai dengan kapasitas 60 kilowatt-jam (kWh) mengandung sekitar 185 kilogram campuran mineral. Angka ini tidak termasuk bahan dalam elektrolit, pengikat, pemisah, dan casing rangkaian baterai. Dapat disimpulkan bahwa kompleksitas penyusun baterai EV sangatlah rumit dan melibatkan banyak komponen.

Dari sekian banyak komponen baterai EV, katoda merupakan komponen baterai yang paling penting dan mahal. Komposisi katoda merupakan penentu utama dalam kinerja baterai, dengan masing-masing mineral menawarkan fungsi yang spesifik.

Misalnya salah satu jenis baterai lithium-ion, NMC, yang menyumbang 72% penggunaan baterai EV dunia pada tahun 2020 (tidak termasuk China), memiliki katoda yang terdiri dari nikel, mangan, dan kobalt bersama dengan lithium. Kandungan nikel yang lebih tinggi dalam baterai ini cenderung meningkatkan kepadatan energinya atau jumlah energi yang disimpan per unit volume, yang menyebabkan meningkatnya jarak tempuh EV. Sedangkan Cobalt dan mangan sering bertindak sebagai stabilisator dalam baterai NMC, meningkatkan keamanannya secara umum.

Secara keseluruhan, bahan di katoda menyumbang sekitar 31,3% dari berat baterai yang diproduksi pada tahun 2020. Angka ini tidak termasuk aluminium, yang digunakan dalam konfigurasi kimia katoda nikel-kobalt-aluminium (NCA), tetapi juga digunakan di tempat lain dalam baterai untuk casing dan kolektor arus.

Sementara itu untuk komposisi anoda, grafit telah menjadi bahan utama karena biayanya yang relatif rendah, cadangan yang masih berlimpah, dan masa pakai yang lama. Karena seluruh anoda terbuat dari grafit, itu adalah komponen mineral tunggal terbesar dari baterai. Bahan lainnya termasuk baja dalam casing yang melindungi sel dari kerusakan eksternal, bersama dengan tembaga, yang digunakan sebagai pengumpul arus untuk anoda.

 

Konfigurasi Kimia Dalam Baterai EV

Ada beberapa jenis baterai lithium-ion dengan komposisi mineral katoda yang berbeda yang ada di pasaran saat ini. Nama jenis itu sendiri biasanya mengacu pada mineral penyusun utama beserta rasionya. Sebagai contoh, komposisi katoda baterai NMC811; 80% nikel, 10% mangan, 10% kobalt dan komposisi katoda baterai NMC523; 50% nikel, 20% mangan 30% kobalt.

Dengan permintaan pasar di mana EV dengan jarak tempuh yang jauh sebelum perlu melakukan pengisian daya, pengunaan katoda nikel telah menjadi hal yang lumrah. Faktanya, konfigurasi kimia berbasis nikel menyumbang 80% dari kapasitas baterai yang digunakan di EV plug-in pada sepanjang tahun 2021.

Dikutip dari penelitian oleh ELEMENTS, Inilah perbedaan kandungan mineral untuk berbagai konfigurasi kimia baterai EV dengan kapasitas 60kWh:

Pasar baterai EV memang masih dalam tahap awal, namun dengan banyaknya potensi dan keuntungan bagi konsumen maupun produsen, bukan tidak mungkin teknologi baterai EV akan berkembang dengan pesat di kemudian hari. Walaupun memang bukan solusi akhir dari rentetan solusi untuk menyelamatkan Bumi kita, ini adalah salah satu langkah signifikan di mana semua lapisan masyarakat dunia bisa ikut berkontribusi di dalamnya.