Perangkat elektronik yang fleksibel dan dapat merenggang akan memiliki banyak kegunaan, seperti membantu atlet di lapangan dan melakukan pemantauan medis tanpa perlu berdiam di tempat tidur rumah sakit. Namun, untuk dapat melakukan hal tersebut, semua perangkat pasti butuh sumber daya. Kabar baiknya, kini para peneliti telah bisa membuat baterai lithium-ion isi ulang yang dapat direnggangkan hingga 300 persen.
Sejak 2011, para peneliti yang dipimpin oleh John Rogers, seorang ilmuwan material di University of Illinois di Urbana-Champaign, telah membuat berbagai komponen elektronik yang dapat merenggang, sirkuit, sensor, elektroda, LED, dan banyak lagi. Tujuan mereka adalah untuk membuat kinerja tinggi, nyaman, alat monitor kesehatan yang memiliki kinerja tinggi, nyaman, dan dapat dipakai. Perangkat elektronik tersebut mungkin bisa digunakan pada pakaian, langsung ditempelkan ke kulit dalam bentuk tato temporer, atau bahkan dimasukkan ke dalam tubuh, misalnya pada permukaan jantung. Untuk semua penerapan tersebut, kemampuan perangkat untuk dapat direnggangkan sangatlah penting.
Yang menjadi tantangan adalah kenyataan bahwa perangkat elektronik terbaik sekarang, seperti transistor silikon, tidak dapat merenggang. Para peneliti di Illinois telah mengatasi masalah ini untuk beberapa komponen dengan membuatnya sangat tipis dan mengintegrasikan mereka ke rangkaian yang besar dan lapang, seperti lembaran silikon yang tipis. Namun, pendekatan ini tidak akan bekerja untuk baterai, kata Yonggang Huang, seorang insinyur mekanik di Northwestern University di Evanston, Illinois. Bahan aktif dalam baterai harus padat, karena bila tidak maka baterai tersebut hanya akan menyimpan energi yang sangat sedikit dan tidak akan bertahan lama.
Solusi yang dirancang oleh Rogers dan Huang adalah untuk membuat rangkaian padat sel baterai li-ion pada bahan elastis, dan menyambungkannya dengan kabel yang padat namun bisa dipanjangkan. Koneksi ini mengambil tempat yang sangat kecil dalam rangkaian, meninggalkan lebih banyak ruang untuk bahan penyimpan daya. Ketika lembaran sel baterai ditarik untuk sebanyak 300 persen dari luas aslinya, baterai sendiri tetap stabil secara mekanis, sedangkan sambungannya yang menahan tekanan. Kemampuan peregangan ini cukup menakjubkan menurut Yi Cui, seorang ilmuwan material di Stanford University yang juga mengembangkan perangkat penyimpanan energi elastis. Baterai Lithium elastis sebelumnya hanya bisa direnggangkan hingga sekitar 150 persen.
Kelompok Illinois ini menunjukkan bahwa baterai bisa mengoperasikan LED bahkan ketika sedang diregangkan. Baterai ini juga dapat diisi tanpa perlu dipasang ke dinding dengan memasangkannya dengan selembar resonator yang juga bisa merenggang yang dapat digunakan untuk mengisi ulang baterai secara nirkabel. Hal ini membuat baterai ini bisa digunakan di pakaian atau implant. Kelompok Illinois tersebut juga menunjukkan bahwa baterai dapat menahan renggangan ketika melilit siku seseorang dan tertekuk. Karya ini dijelaskan dalam jurnal online, Nature Communications.
Daniel Steingart, seorang insinyur mekanik di Princeton University yang tidak terlibat dengan pekerjaan ini namun juga mengembangkan sumber daya elastis, mengatakan bahwa baterai ini mengeluarkan daya yang cukup untuk menjalankan sensor dan prosesor. Namun, ia mengatakan, baterai harus lebih padat untuk dapat menjadi benar-benar berguna.
Huang mengatakan kelompoknya sekarang bekerja pada peningkatan kinerja baterai. Sejauh ini, mereka hanya menunjukkan 20 siklus pengisian, yang berarti mereka tidak tahu pasti apakah baterai akan bertahan setelah diisi ulang lebih dari 20 kali. Huang juga sedang meneruskan memodelkan geometri kabel dengan harapan baterai dapat dikemas dengan lebih padat.
Daniel Steingart, seorang insinyur mekanik di Princeton University yang tidak terlibat dengan pekerjaan ini namun juga mengembangkan sumber daya elastis, mengatakan bahwa baterai ini mengeluarkan daya yang cukup untuk menjalankan sensor dan prosesor. Namun, ia mengatakan, baterai harus lebih padat untuk dapat menjadi benar-benar berguna.
Huang mengatakan kelompoknya sekarang bekerja pada peningkatan kinerja baterai. Sejauh ini, mereka hanya menunjukkan 20 siklus pengisian, yang berarti mereka tidak tahu pasti apakah baterai akan bertahan setelah diisi ulang lebih dari 20 kali. Huang juga sedang meneruskan memodelkan geometri kabel dengan harapan baterai dapat dikemas dengan lebih padat.[KEV]
