BATERI SOLID STATE – TEKNOLOGI IDAMAN EV.

Dalam dunia kenderaan elektrik, satu istilah semakin kerap disebut sejak beberapa tahun kebelakangan ini ialah solid-state battery. Ada yang mendakwa teknologi ini mampu menyelesaikan hampir semua kelemahan EV hari ini seperti masa mengecas terlalu lama, jarak pemanduan terhad, isu keselamatan, dan degradasi bateri.

Semasa artikel ini ditulis, hampir semua EV moden hari ini menggunakan bateri lithium-ion konvensional, iaitu teknologi sama yang digunakan dalam telefon pintar dan komputer riba, cuma dalam skala jauh lebih besar.

Ia mungkin terdiri dari komposisi kimia NMC (Nickel Metal Cobalt) atau LFP (Lithium Ferrous Phosphate). Masalahnya, bateri ini bergantung kepada elektrolit cecair untuk memindahkan ion di dalam sel.

Penggunaan cecair ini membawa beberapa kekangan besar. Ia mudah terjejas disibebkan faktor haba, berisiko terbakar jika rosak, dan menghadkan kadar pengecasan pantas. Selain itu, untuk mengekalkan jangka hayat bateri, kebanyakan pengeluar mengehadkan tahap pengecasan kepada sekitar 80%, terutama bagi penggunaan harian.

Sebagai perbandingan, bateri lithium-ion terbaik (biasanya NMC) yang ada di pasaran hari ini biasanya hanya mencapai sekitar 250–300 Wh/kg dari segi ketumpatan tenaga, dan mampu bertahan sekitar 5,000 kitaran pengecasan penuh, itu pun dengan had pengecasan maksimum yang disengajakan untuk melambatkan degradasi.

Berbeza dengan bateri konvensional, Solid-state battery menyingkirkan masalah paling asas tadi dengan satu perubahan besar iaitu elektrolit cecair digantikan sepenuhnya dengan elektrolit pepejal.

Perubahan ini nampak kecil dari sudut struktur, tetapi kesannya sangat besar. Tanpa cecair, bateri tidak lagi bergantung kepada komponen yang mudah terbakar atau bocor. Pergerakan ion menjadi lebih stabil, dan sel boleh direka dengan kepadatan yang jauh lebih tinggi dalam ruang yang sama.

Inilah sebabnya solid-state battery sering digelar “holy grail” teknologi bateri EV.

Dari sudut keselamatan, bateri solid-state jauh lebih stabil secara fizikal. Tanpa elektrolit cecair, risiko kebakaran akibat kerosakan, hentaman atau suhu melampau dapat dikurangkan secara drastik. Dalam konteks kemalangan jalan raya, ini adalah kelebihan besar berbanding bateri lithium-ion konvensional.

Dari segi prestasi, solid-state battery menawarkan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, dengan sasaran sekitar 400 Wh/kg atau lebih. Ini bermakna dua perkara boleh berlaku: sama ada kenderaan menjadi lebih ringan dengan jarak pemanduan sama, atau jarak pemanduan meningkat tanpa perlu menambah saiz bateri.

Keadaan ini memberikan kelebihan dari aspek dinamik kenderaan apabila EV menjadi ringan. EV menjadi lebih lincah di selekoh, kurang membuai, tidak perlu bergantung kepada sistem suspensi yang kompleks untuk menampung berat dan pemandu boleh memandu dengan lebih agresif dan seronok di selekoh

Pengecasan pula merupakan salah satu kelebihan paling ketara. Struktur pepejal membolehkan bateri menerima arus tinggi tanpa menghasilkan haba berlebihan, sekaligus membuka ruang kepada pengecasan ultra-pantas dalam lingkungan 5 hingga 10 minit untuk pengecasan penuh, sesuatu yang sangat sukar dicapai dengan bateri lithium-ion biasa tanpa menjejaskan jangka hayat.

Satu lagi kelebihan besar solid-state battery ialah ketahanan jangka panjang. Jika bateri lithium-ion hari ini mula menunjukkan degradasi ketara selepas beberapa ribu kitaran, bateri solid-state disasarkan untuk bertahan puluhan ribu kitaran pengecasan.

Dalam kes tertentu, ada pengeluar yang mendakwa teknologi ini mampu bertahan sehingga 100,000 kitaran, tanpa perlu mengehadkan tahap cas maksimum. Jika angka ini terbukti dalam penggunaan dunia sebenar, ia bermakna bateri tersebut boleh bertahan lebih lama daripada hayat kenderaan itu sendiri.

Salah satu kelemahan utama bateri EV konvensional ialah kepekaan terhadap suhu. Cuaca terlalu panas atau terlalu sejuk boleh menjejaskan prestasi, kelajuan pengecasan dan kapasiti bateri.

Namun bagi bateri solid-state yang dihasilkan melalui R&D Donut Lab, suhu ekstrem hampir tidak memberi kesan ketara. Syarikat tersebut mendakwa bateri mereka masih mengekalkan lebih 99% kapasiti walaupun digunakan pada suhu serendah -22°F (-30°C) dan setinggi 212°F (100°C). Jika benar, ini menjadikan solid-state battery jauh lebih sesuai untuk pasaran global dengan iklim yang berbeza-beza.

Walaupun teknologi ini sering dianggap sebagai “masa depan”, beberapa syarikat sudah mula menggunakannya dalam produk sebenar. Dalam kes Donut Lab, bateri solid-state mereka digunakan pada motosikal elektrik Verge, yang menunjukkan bagaimana teknologi ini boleh menawarkan pengecasan jauh lebih pantas dan potensi jarak pemanduan lebih panjang tanpa menambah saiz bateri.

Namun, buat masa ini, penggunaan tersebut masih terhad kepada skala kecil dan aplikasi niche, bukan kenderaan penumpang arus perdana yang dihasilkan berjuta unit setahun.

Solid-state battery bukan lagi sekadar konsep makmal atau janji pemasaran. Ia benar-benar wujud, berfungsi, dan sudah memasuki fasa penggunaan sebenar. Dari segi keselamatan, prestasi, ketumpatan tenaga dan jangka hayat, potensinya jelas mengatasi bateri lithium-ion konvensional.

Namun, untuk ia menjadi teknologi arus perdana isu utama berkenaan dengan bateri ini ialah “bagaimana untuk menghasilkan bateri ini secara besar-besaran dengan kos yang pling rendah”. Ini kerana buat masa ini bateri ini kebanyakan dihasilkan secara dalam makmal

Kuantiti sedikit dan memerlukan keadaan yang sangat optimum. Sehingga pengeluar besar seperti Toyota, BYD, Samsung atau CATL menjumpai kaedah pengeluaran yang lebih mampan, teknologi solid state ini masih belum cukup matang. Mungkin paling cepat ialah Toyota yang akan mensasarkan penjualan EV yang menggunakan solid state battery menjelang tahun 2027