CATL Kembangkan Baterai Lithium-Air, Mobil Listrik Bisa Tempuh Jarak 2.000 Kilometer?
PerbesarJarak tempuh masih menjadi salah satu hal yang terus dikembangkan produsen mobil listrik (EV). Salah satu teknologi yang sedang diteliti oleh CATL adalah baterai lithium-air. Teknologi ini disebut berpotensi membuat EV mampu menempuh jarak hingga 2.000 kilometer dalam sekali pengisian daya.
Laporan media teknologi China, IT Home, kembali membahas potensi baterai lithium-air. Teknologi tersebut diklaim memiliki kepadatan energi hingga lima kali lebih tinggi dibandingkan baterai solid-state. Secara teori, kepadatan energinya bisa mencapai 3.505 Wh/kg.
Angka tersebut masih berdasarkan perhitungan reaksi kimia di dalam baterai. Nilainya belum menggambarkan kemampuan baterai secara utuh jika sudah dipasang pada mobil setrum.
Kaitan teknologi ini dengan CATL muncul setelah Kepala Ilmuwan CATL, Wu Kai, menyebut lithium-air sebagai salah satu bahan penelitian jangka panjang dalam forum 2026 Equipment Powerhouse Forum.
CATL sendiri belum mengumumkan jadwal produksi baterai tersebut. Perusahaan asal China itu masih memprioritaskan pengembangan baterai sodium-ion dan solid-state yang dinilai lebih dekat dengan tahap produksi massal.
Pengembangan lithium-air juga masih menghadapi sejumlah kendala. Beberapa di antaranya adalah kebutuhan oksigen, daya tahan baterai, kemampuan pengisian ulang, serta perangkat tambahan yang dibutuhkan agar baterai bisa bekerja dengan baik.
Cara Kerja Baterai Lithium-Air
Baterai lithium-ion yang banyak digunakan pada EV saat ini menyimpan lithium di dalam dua bagian utama, yaitu anoda dan katoda. Ion lithium bergerak di antara kedua bagian tersebut saat baterai diisi maupun digunakan.
Baterai lithium-air memiliki cara kerja berbeda. Teknologi ini menggunakan logam lithium sebagai salah satu bahan utama dan mengambil oksigen langsung dari udara sekitar untuk menghasilkan energi.
Saat baterai digunakan, lithium bereaksi dengan oksigen dan membentuk lithium peroksida (Li₂O₂) di dalam katoda. Saat pengisian daya, reaksi tersebut dibalik sehingga oksigen dilepaskan dan lithium kembali ke anoda.
Penggunaan oksigen dari udara membuat baterai ini tidak perlu menyimpan seluruh bahan untuk menghasilkan energi di dalam sel baterai. Hal tersebut membuat lithium-air memiliki potensi menyimpan energi lebih besar dibandingkan baterai konvensional.
Angka kepadatan energi 3.505 Wh/kg yang sering disebut berasal dari perhitungan reaksi pembentukan lithium peroksida, termasuk massa oksigen. Ada juga perhitungan yang menghasilkan angka hampir 12.000 Wh/kg dengan tidak memasukkan massa oksigen.
Kedua angka tersebut belum memperhitungkan seluruh komponen baterai. Bobot elektrolit, elektroda, pelindung, dan perangkat pengatur udara tetap harus dihitung untuk mengetahui kemampuan baterai saat digunakan pada mobil listrik.
Penelitian Terus Berjalan
Penelitian baterai lithium-air sebenarnya sudah dilakukan sejak lama. Pada 2009, IBM pernah meluncurkan proyek Battery 500 untuk mengembangkan baterai metal-air yang ditargetkan mampu membawa EV menempuh jarak sekitar 805 kilometer dalam sekali pengecasan.
Proyek tersebut melibatkan sejumlah perusahaan dan lembaga penelitian. Pengembangannya belum menghasilkan baterai yang bisa diproduksi dan dijual untuk kendaraan.
Penelitian terbaru mulai mencari cara mengatasi masalah di dalam baterai lithium-air, salah satunya penumpukan sisa reaksi di bagian katoda. Tumpukan tersebut bisa menghambat masuknya oksigen dan membuat kemampuan baterai menurun.
Pada 2025, peneliti dari University of Science and Technology of China, termasuk Profesor Peng Tan, meneliti pengaruh aliran oksigen terhadap reaksi kimia di dalam baterai lithium-oxygen.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa hambatan aliran oksigen bisa memengaruhi proses reaksi di dalam elektroda. Temuan ini dapat membantu pengembangan desain elektroda, meski belum menyelesaikan masalah penumpukan sisa reaksi pada baterai.
Penelitian lainnya dilakukan oleh peneliti dari Jilin University dan Chinese Academy of Sciences. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Advanced Energy Materials pada 2024 itu berhasil mengembangkan baterai lithium-air berbentuk pouch cell dengan kepadatan energi 757,5 Wh/kg.
Baterai tersebut menggunakan elektrolit polimer berbentuk gel. Dalam pengujian laboratorium, baterai juga mampu melewati 241 siklus pengisian dan pelepasan daya dengan kondisi pengujian tertentu.
Hasil penelitian lain diterbitkan dalam jurnal Science pada 2023 oleh peneliti dari Illinois Institute of Technology dan Argonne National Laboratory. Mereka mengembangkan baterai lithium-air dengan elektrolit padat yang menggunakan reaksi berbeda untuk menghasilkan lithium oksida (Li₂O).
Baterai tersebut mampu melewati setidaknya seribu siklus pengisian dan pelepasan daya pada suhu ruang. Potensi kepadatan energinya diperkirakan mencapai 1.200 Wh/kg berdasarkan perhitungan teoritis.
Hubungannya dengan Teknologi Solid-State
Pengembangan baterai lithium-air juga berkaitan dengan penelitian baterai solid-state. Sejumlah peneliti mencoba menggunakan elektrolit padat untuk melindungi bagian dalam baterai dan menjaga reaksi kimianya tetap stabil.
Salah satu contohnya adalah penelitian Argonne National Laboratory dan Illinois Institute of Technology pada 2023. Mereka menggunakan elektrolit padat yang dibuat dari campuran nanopartikel berbahan lithium dan polimer.
Penggunaan elektrolit padat menjadi salah satu cara untuk mengatasi masalah pada baterai lithium-air. Meski begitu, teknologi ini tidak harus selalu menggunakan satu jenis material tertentu seperti keramik LLZO.
Baterai lithium-air dan solid-state konvensional juga merupakan dua teknologi berbeda. Keduanya memiliki cara kerja dan proses pengembangan masing-masing.
Untuk saat ini, CATL masih memprioritaskan pengembangan baterai sodium-ion dan solid-state. Teknologi lithium-air masih membutuhkan banyak penelitian, terutama untuk meningkatkan daya tahan, efisiensi, kemampuan menyalurkan energi, serta mengurangi bobot dan ukuran perangkat pendukungnya.
Baterai lithium-air juga berpotensi digunakan pada pesawat nirawak yang membutuhkan waktu terbang lama di ketinggian tinggi. Penggunaan tersebut masih sebatas kemungkinan dan belum menjadi proyek yang dikonfirmasi CATL.
Klaim jarak tempuh hingga 2.000 kilometer untuk mobil listrik saat ini masih sebatas potensi berdasarkan perhitungan teknologi baterai lithium-air. CATL belum membuktikan kemampuan tersebut melalui baterai yang siap digunakan pada mobil produksi massal.
Tantangan terbesarnya adalah membuat baterai yang tidak hanya mampu menyimpan energi dalam jumlah besar, tetapi juga tahan lama, bisa diisi ulang berkali-kali, dan aman digunakan pada kendaraan listrik.