Media Bangsa – Jakarta, 10 November 2026 – Tim peneliti Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta (UNJ) berhasil meningkatkan performa material katoda NMC 811 untuk baterai lithium-ion dengan mengatur takaran lithium secara tepat. Dengan penambahan lithium 5%, sel baterai uji mampu mempertahankan kapasitas sekitar 168,5 mAh per gram setelah 100 siklus pengisian dan pengosongan, lebih tinggi dibandingkan material tanpa penambahan lithium berlebih yang berada di sekitar 154,5 mAh per gram.

Penelitian ini penting karena baterai kendaraan listrik tidak hanya ditentukan oleh ukuran paket baterai atau sistem elektroniknya. Kualitas material di dalam sel baterai, terutama material katoda, sangat berpengaruh terhadap kemampuan menyimpan energi, kestabilan selama pemakaian, dan umur pakai baterai.

UNJ mengembangkan material, bukan hanya merakit baterai

Fokus utama penelitian ini adalah NMC 811, material katoda berbasis nikel, mangan, dan kobalt dengan kandungan nikel yang tinggi. Karakter tersebut membuat NMC 811 menarik untuk pengembangan baterai berkapasitas tinggi, tetapi material ini juga membutuhkan proses sintesis yang sangat terkendali.

Tim UNJ mengembangkan material tersebut mulai dari tahap sintesis bahan, pengaturan komposisi, pemanasan terkontrol, dan karakterisasi material, hingga pembuatan elektroda dan pengujian dalam sel baterai. Dengan demikian, riset tidak berhenti pada pembuatan sampel serbuk, tetapi dilanjutkan sampai material benar-benar dievaluasi sebagai bagian dari baterai.

Mencari komposisi lithium yang paling tepat

Salah satu tantangan dalam pembuatan katoda NMC 811 adalah berkurangnya lithium ketika material diproses pada suhu tinggi. Jika jumlah lithium terlalu sedikit, struktur material menjadi kurang teratur dan kinerja baterai menurun. Namun, penambahan lithium yang terlalu banyak juga tidak otomatis menghasilkan material yang lebih baik.

Karena itu, tim peneliti membandingkan empat kondisi: tanpa penambahan lithium berlebih, serta penambahan 3%, 5%, dan 7%. Seluruh variasi diuji dengan metode yang sama agar hasilnya dapat dibandingkan secara adil.

“Tujuan kami sederhana, yaitu mencari komposisi yang paling seimbang: cukup untuk mengganti lithium yang hilang selama proses pemanasan, tetapi tidak berlebihan,” kata Peneliti FT UNJ yaitu Bagus Anggraini, S.Pd., M.T.

Hasil terbaik pada penambahan lithium 5%

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan lithium 5% memberikan kombinasi performa terbaik. Material pada komposisi ini memiliki ukuran partikel yang lebih halus dan struktur kristal yang lebih teratur dibandingkan variasi lainnya. Sel uji dengan katoda tersebut menghasilkan kapasitas awal 180,6 mAh per gram, tertinggi di antara keempat variasi, dan masih mempertahankan 93,3% kapasitasnya setelah 100 siklus.

Variasi 3% memang menunjukkan persentase retensi yang sedikit lebih tinggi, yakni 93,8%, tetapi kapasitas absolutnya masih berada di bawah sampel 5%. Sementara itu, penambahan hingga 7% justru menurunkan performa.

“Temuan ini menunjukkan bahwa peningkatan kualitas baterai tidak selalu membutuhkan perubahan material yang kompleks. Pengendalian komposisi secara presisi pada material yang sudah dikenal dapat menghasilkan peningkatan performa yang bermakna,” ujar Bagus Anggraini.

Dari coin cell menuju prototipe 18650

Pengujian material dilakukan menggunakan coin cell, sel kecil berbentuk koin yang memungkinkan setiap variasi material dibandingkan dalam kondisi pengujian yang sama. Setelah material terbaik teridentifikasi, tim mengembangkan baterai silinder (cylindrical cell) tipe 18650 sebagai prototipe produk.

Coin Cell Battery

Meski masih berada pada tahap penelitian dan belum dapat diposisikan sebagai baterai siap produksi massal, prototipe ini menunjukkan arah riset UNJ dari skala material menuju skala produk, sekaligus menjadi dasar untuk pengujian lanjutan dan peningkatan konsistensi.

Melibatkan dosen dan mahasiswa

Penelitian ini dipimpin oleh Ir. Yunita Sari, M.T., M.Si. bersama Akhmad Saufan, M.T., Ph.D., Bagus Anggraini, S.Pd., M.T., Muhammad Fatihuddin, S.Pd., M.T., dan Reza Febriano Armas, S.Pd., M.T., serta melibatkan mahasiswa Evan Alfaiz Zanuazuri dan Musyafaul Walad. Mahasiswa tidak hanya mempelajari konsep baterai secara teori, tetapi juga terlibat langsung dalam sintesis material, karakterisasi, hingga fabrikasi baterai.

Indonesia memiliki agenda besar dalam pengembangan industri baterai, sehingga kebutuhan terhadap sumber daya manusia yang memahami material, proses produksi, dan pengujian sel baterai akan terus meningkat. Perguruan tinggi dapat mengambil peran penting melalui riset yang menghasilkan kompetensi sekaligus teknologi.

Ke depan, tim merencanakan pengujian tambahan untuk memahami kandungan lithium dan kondisi permukaan material secara lebih presisi, serta menguji kemampuan baterai pada berbagai tingkat pembebanan dan siklus yang lebih panjang.

Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam prosiding IOP Publishing dengan judul “Optimization of Lithium Excess in NMC 811 (LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂) Cathode Materials for Lithium-Ion Battery Applications”. Penelitian tahun 2026 ini didanai melalui Hibah Penelitian Internal LPPM Universitas Negeri Jakarta dan mendukung SDG 7, Energi Bersih dan Terjangkau.

###

Tentang Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta

Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta (FT UNJ) menyelenggarakan pendidikan, penelitian, dan pengabdian kepada masyarakat di bidang teknik dan pendidikan teknologi. Melalui riset di bidang material maju dan energi, FT UNJ turut mendukung pengembangan teknologi baterai dan kendaraan listrik di Indonesia.

Narahubung

Bagus Anggraini, M.T.

Email: bagusanggraini@unj.ac.id

WhatsApp: 0815-1521-2370

Views: 559