Mengenal Baterai Berbasis Nikel: Potensi Hilirisasi Nikel di Indonesia

Ilustrasi Baterai NCA Tesla. Sumber: Shutterstock

Entah sadar atau tidak, baterai telah menjadi komponen penting dari sebagian besar perangkat elektronik yang kita gunakan setiap hari. Mulai dari ponsel cerdas hingga perangkat medis dan kendaraan listrik, banyak teknologi sehari-hari kita yang mengandalkan baterai untuk memberikan daya. Baterai pada dasarnya adalah unit penyimpanan energi, menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia hingga diperlukan untuk dikonversi kembali menjadi listrik. Dalam baterai, terdapat dua elektroda berbahan logam dan dipisahkan oleh zat kimia elektrolit yang memungkinkan aliran muatan listrik antara keduanya. Aliran listrik dihasilkan dari pergerakan ion (atom yang telah mendapatkan atau kehilangan elektron) melalui elektrolit dari satu elektroda ke elektroda lainnya.

Terdapat berbagai jenis baterai yang diproduksi saat ini, dan salah satunya adalah baterai berbasis nikel. Baterai berbasis nikel umumnya menggunakan dua elektroda yang terbuat dari campuran logam nikel seperti baterai nikel-kadmium (NiCd) dan baterai nikel-metal hidrida (NiMH). Selain itu, terdapat juga baterai berbasis nikel lainnya seperti baterai nickel-cobalt-aluminum (NCA) dan nickel-manganese-cobalt (NMC). Penggunaan baterai berbasis nikel dalam industri otomotif telah menunjukkan pertumbuhan yang signifikan dalam beberapa dekade terakhir. Kepopuleran baterai ini tidak terlepas dari keandalannya dan biaya produksi yang lebih rendah dibandingkan dengan teknologi baterai lainnya, seperti lithium-ion. Perusahaan otomotif terkemuka seperti Toyota, Honda, dan Ford telah mengadopsi baterai berbasis nikel dalam beberapa model kendaraan mereka. Misalnya, Honda menggunakan baterai NiMH dalam mobil hibrida populer mereka, Honda Insight. Selain itu, produsen kendaraan listrik seperti Tesla menggunakan baterai NCA pada kendaraan Model 3 dan Model Y, sedangkan produsen lain seperti Nissan, BMW, Hyundai menggunakan baterai NMC dalam model-model kendaraan listrik mereka. Setiap produsen kendaraan listrik bekerja sama dengan produsen baterai terkemuka seperti Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, dan lainnya untuk memasok baterai yang memenuhi kebutuhan spesifik kendaraan mereka. Kerja sama ini penting untuk memastikan kinerja yang optimal dan keandalan baterai dalam kendaraan listrik.

Di Indonesia, potensi besar untuk hilirisasi nikel telah menjadi sorotan utama. Menurut data dari Badan Geologi, cadangan nikel Indonesia mencapai sekitar 21% dari total cadangan dunia, menjadikannya salah satu produsen nikel terbesar di dunia. Hilirisasi ini mengacu pada upaya untuk meningkatkan nilai tambah dari hasil tambang nikel melalui pengolahan dan produksi produk jadi, seperti baterai dan produk kimia. Melalui pemanfaatan sumber daya alam ini, Indonesia tentunya berada pada posisi strategis untuk menjadi pemain utama dalam industri baterai global. Sebagai langkah konkrit dari rencana hilirisasi nikel ini, PT Hyundai LG Indonesia (HLI) Green Power, yang berlokasi di Karawang, Jawa Barat, berencana untuk memulai produksi komersial baterai kendaraan listrik pada April 2024. Langkah ini tidak hanya menandai Indonesia sebagai negara produsen sel baterai kendaraan listrik pertama di Asia Tenggara, tetapi juga menegaskan komitmen untuk mendukung pengembangan ekosistem baterai kendaraan listrik yang lebih luas. Proyek ini, dengan investasi senilai USD 9,8 miliar atau Rp 142 triliun, mencerminkan fokus pemerintah Indonesia dalam mengembangkan hilirisasi sebagai cara untuk menciptakan nilai tambah dari sumber daya alam yang melimpah, termasuk nikel.

Mari kita bahas lebih rinci tentang jenis baterai berbasis nikel yang saat ini masih dikembangkan dan berpotensi sebagai produk hilirisasi bahan baku nikel di Indonesia:

Baterai Nickel-Cadmium (NiCd):

Penjelasan: NiCd menggunakan elektroda positif dari oksida nikel hidroksida dan elektroda negatif dari kadmium.
Penemuan dan Perkembangan: Ditemukan oleh Waldemar Jungner pada tahun 1899. Perkembangan signifikan terjadi pada tahun 1932 dengan pengembangan elektroda yang dilapisi nikel dan pada tahun 1947 dengan pengembangan baterai NiCd yang tertutup
Aplikasi: NiCd masih digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya tahan dan keandalan yang tinggi, seperti peralatan medis, industri, dan militer. Contohnya, perusahaan seperti Bosch dan Panasonic masih menggunakan NiCd dalam produk-produk mereka, seperti alat-alat listrik dan peralatan medis.
Keunggulan:

Tahan lama dan dapat diisi ulang berkali-kali. Memiliki daya tahan yang baik terhadap suhu ekstrem.

Kekurangan:

Mengandung kadmium yang beracun, yang berdampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia.
Rentan terhadap efek memori, yang dapat mengurangi kapasitas baterai jika tidak diisi ulang secara penuh secara berkala.

Baterai Nickel-Metal Hydride (NiMH)

Penjelasan: NiMH menggunakan hidrogen sebagai bahan penyimpanan energi di elektroda negatif, menggantikan kadmium yang beracun dalam NiCd. Mereka memiliki kapasitas energi yang lebih tinggi daripada NiCd.
Penemuan dan Perkembangan: Dikembangkan pada tahun 1967 sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk baterai NiCd. Pengembangan terus berlanjut untuk meningkatkan kapasitas dan kinerja baterai.
Aplikasi: NiMH banyak digunakan dalam peralatan elektronik portabel seperti ponsel, kamera digital, dan laptop. Perusahaan seperti Sony, Energizer, dan Duracell menggunakan NiMH dalam berbagai produk elektronik mereka, seperti baterai isi ulang dan peralatan rumah tangga.
Keunggulan:

Lebih ramah lingkungan dibandungkan NiCd karena tidak mengandung kadmium dan dibandingkan NCA dan NMC karena tidak mengandung logam berat kobalt.
Memiliki kapasitas energi yang lebih tinggi daripada NiCd.
Tidak rentan terhadap efek memori seperti NiCd.

Kekurangan:

Memiliki tingkat self-discharge yang lebih tinggi daripada NiCd, yang berarti baterai akan kehilangan muatan jika tidak digunakan.
Meskipun tidak seberacun NiCd, masih ada masalah terkait dengan pengolahan limbah dan daur ulang baterai NiMH.

Baterai Nickel-Cobalt-Aluminum (NCA) dan Nickel-Manganese-Cobalt (NMC)

Penjelasan: NCA dan NMC digunakan dalam baterai lithium-ion untuk memberikan kapasitas energi yang tinggi dan daya tahan yang baik. NCA memiliki kandungan kobalt yang lebih tinggi sementara NMC memiliki kombinasi nikel, mangan, dan kobalt.
Penemuan dan Perkembangan: Penelitian intensif pada tahun 1980-an hingga awal 2000-an mengarah pada pengembangan baterai lithium-ion dengan jenis elektroda logam nikel, termasuk NCA dan NMC. Pengembangan baterai ini terkait dengan formula kimia untuk meningkatkan kapasitas energi dan daya tahan baterai.
Aplikasi: Baterai NCA dan NMC digunakan dalam kendaraan listrik, seperti produsen Tesla, Nissan, BMW, Chevrolet, dan lainnya.
Keunggulan:

Memiliki kapasitas energi yang tinggi dibandingkan dengan beberapa jenis baterai lainnya, memungkinkan kendaraan listrik untuk memiliki jarak tempuh yang lebih jauh dengan satu pengisian baterai.
Kinerja yang stabil dalam berbagai kondisi penggunaan, termasuk saat pengisian dan pengosongan cepat atau dalam suhu yang berbeda.
Kemampuan pengisian baterai cepat memungkinkan pengguna untuk melakukan perjalanan jarak jauh dengan waktu pengisian yang minimal.

Kekurangan:

Produksi baterai ini memerlukan teknologi dan bahan-bahan yang mahal, terutama kobalt, sehingga membuat biaya produksi menjadi tinggi.
Mengandung logam berat seperti kobalt yang berdampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan.
Resiko Kestabilan Termal terhadap perubahan suhu yang drastis yang dapat menyebabkan risiko kebakaran atau kerusakan baterai.

Oleh karenanya, produksi baterai berbasis nikel ini merupakan salah satu peluang strategis untuk Indonesia dalam mewujudkan visi hilirisasi nikel. Semoga langkah ini membawa dampak positif bagi pertumbuhan ekonomi dan pembangunan berkelanjutan di tanah air.