Opini: Menelisik Tantangan dan Peluang Baterai Nir Nikel LFP

Bisnis.com, JAKARTA - Pada laporan keuangan Tesla kuartal I/2022 disebutkan bahwa hampir setengah kendaraan listrik (EV) produksi Tesla menggunakan baterai berbasis besi atau lithium ferro phosphate (LFP).

Unik dan mengejutkan, karena sebelumnya Tesla selalu menggunakan baterai berbasis nikel (NCA/NMC). Baterai LFP sama sekali tidak menggunakan nikel. Dalam laporan itu, Tesla mengklaim bahwa EV tipe standar yang menggunakan baterai LFP bisa menempuh jarak jelajah 267 mil (430 km) sekali cas.

Sebelumnya, pada Januari 2022, Mujeeb Ijaz, pendiri dan CEO Our Next Energy Inc. (ONE), melakukan uji coba langsung pada model EV Tesla. Mujeeb dan timnya mengganti baterai NCA pada Tesla Model S Long Range Plus dengan baterai LFP. Kapasitas energinya pun ditingkatkan dari semula 103,9 kWh menjadi 203,7 kWh.

Hasilnya sangat mengejutkan dunia EV. Jarak yang bisa ditempuh dalam sekali cas (80 persen penuh) mencapai 752 mil (1.210 km). Ini adalah jarak terpanjang yang bisa ditempuh sebuah EV sedan untuk sekali cas sejauh ini.

Beralihnya sebagian EV produksi Tesla ke LFP disusul oleh Volkswagen dan data empiris dari Mujeeb perlu diwaspadai para pemain nikel, baterai ion litium (LiB) dan EV. Pemerintah Indonesia pun perlu mewaspadai kondisi ini. Baterai LFP yang sama sekali tidak mengandung nikel tampaknya akan menjadi kompetitor bahkan ancaman bagi baterai berbasis nikel. Benarkah seperti itu?

Tentang LFP

LFP merupakan salah material katode berbasis besi untuk LiB. Katode bersama anode, elektrolit, separator, dan komponen lainnya membentuk LiB secara utuh. Katode merupakan ‘rumah’ bagi litium pada bagian kutub positif baterai. Ketika LiB dicas litium terionisasi melepaskan elektron bergerak menuju anode (kutub negatif) melewati elektrolit dan separator.

Anode dalam hal ini merupakan ‘rumah kedua’ bagi litium. Ketika dipakai, litium kembali ke katode sambil melepaskan elektron sekaligus menciptakan arus listrik untuk berbagai keperluan.

LFP menarik para pemain LiB dan EV karena beberapa alasan. Pertama, LFP tidak bergantung pada bahan mentah yang terbilang langka dan harganya sangat berfluktuatif seperti nikel dan kobalt. Sedangkan besi sebagai material dasar LFP harganya relatif stabil dan berlimpah.

Kedua, LFP lebih murah. Pada awal Juni 2022, harga baterai LFP sekitar US$133/kWh sedangkan baterai NMC sekitar US$150/kWh. Ketiga, LFP lebih stabil saat pemakaiannya dibanding baterai NMC/NCA. Akibatnya, keselamatan operasional EV lebih terjamin. Keempat, LFP bisa dicas hingga 100 persen dalam kondisi tetap aman. Sementara itu, baterai NMC/NCA biasanya dicas maksimal 80 persen karena kalau dicas hingga 100 persen menyebabkan degradasi struktur kristal katode.

Gemini yang digunakan Mujeeb menggunakan baterai LFP berbentuk prismatik, bukan silinder seperti baterai Tesla. Material anode yang digunakan berbasis silikon, bukan grafit. Uji coba tersebut dilakukan pada EV Tesla Model S Long Range Plus. Baterai disusun dalam sebuah sistem manajemen baterai (BMS/pack level).

Hasilnya adalah BMS dengan densitas 450 Wh/L (kapasitas 203,7 kWh). Padahal pada kondisi aslinya, EV tersebut berkapasitas 103,9 kWh dengan densitas 260 kWh/L (186 kWh/kg) . Arsitektur LFP dan BMS rancangan Mujeeb bisa menghemat tempat dan menghilangkan komponen pendukung lain sehingga menghasilkan densitas energi lebih besar. Inovasi tersebut menyebabkan performa LFP tidak kalah dibanding baterai NMC/NCA.

Selain untuk EV, baterai LFP juga digunakan secara luas untuk menunjang operasional pembangkitan energi baru dan terbarukan (EBT). Sektor EBT khususnya yang berbasis tenaga surya dan angin akan lebih tinggi performanya jika didukung oleh baterai untuk sistem penyimpanan.

Bagaimana dengan Potensi Nikel Indonesia?

Sejauh ini, EV dengan jelajah jauh cenderung menggunakan baterai berbahan nikel baik NMC, NCA atau NCMA. Sedangkan untuk EV dengan jelajah standar lebih memilih LFP. Namun, perkembangan terkini menunjukkan baterai berbahan besi menjadi kompetitor utama baterai berbahan nikel.

Belum lagi baterai litium-sulfur (LiS) yang pada beberapa tahun terakhir menunjukkan perkembangan signifikan. Seperti halnya baterai LFP, baterai LiS juga sama sekali tidak menggunakan nikel apalagi kobalt.

Untuk beberapa waktu kedepan, pemakaian baterai berbasis nikel khususnya LiB untuk EV masih ada walau sebagian pangsa pasarnya sudah diambil alih LFP. Pertimbangan harga dan performa menjadi acuan utama. Untuk telepon genggam, laptop, perangkat medis, dan lainnya lebih cenderung menggunakan baterai berbasis nikel dengan pertimbangan performa. Namun, pemakaian LiB untuk berbagai perangkat ini tidak lebih dari 3 persen dari total pemakaian LiB dunia. EV tetap mendominasi kebutuhan LiB dengan porsi sekitar 86 persen.

Memperhatikan tren penggunaan baterai LFP, para praktisi industri nikel sudah selayaknya mulai memikirkan teknologi paling optimum agar unsur besi dalam bijih nikel atau dari nickel pig iron (NPI) bisa diekstraksi menjadi hematit (Fe2O3) murni. Pada kenyataannya, kandungan besi dalam bijih nikel atau NPI jauh lebih tinggi ketimbang nikel itu sendiri.

Hematit inilah yang menjadi bahan dasar utama untuk memproduksi material baterai LFP. Kapasitas dan jenis teknologinya disesuaikan keekonomian proyek. Nikel yang terpisah sebagai produk nikel murni selanjutnya diolah menjadi berbagai keperluan industri terkait termasuk di antaranya super alloy.

Dengan demikian, meningkatnya penggunaan baterai LFP yang berbasis besi merupakan tantangan sekaligus peluang. Indonesia masih tetap bisa memegang peran penting dalam ekosistem global industri baterai, stainless steel, bahkan super alloy. Semua dikembalikan pada kreativitas para pemain industri nikel dan trengginasnya pemerintah sebagai regulator.