SUMATERA UTARA — Setiap paket baterai kendaraan listrik dirancang untuk bertahan dari ribuan siklus pengisian dan pengosongan daya. Namun insinyur juga wajib menguji skenario terburuk: kerusakan fisik parah akibat kecelakaan atau benturan benda asing di jalan.
Salah satu metodenya adalah uji tusuk paku. Dalam pengujian ini, paku atau jarum berdiameter 0,1 hingga 0,3 inci ditusukkan tegak lurus ke dalam sel baterai dengan kecepatan hingga 1,57 inci per detik. Proses ini sengaja menjembatani anode dan katode yang biasanya terpisah, sehingga memicu korsleting internal di area kecil.
Apa yang Terjadi Saat Baterai Gagal Lolos Uji Tusuk Paku
Ketika baterai gagal dalam tes ini, energi listrik yang tersimpan langsung mengalir deras melalui paku. Pelepasan energi mendadak ini menghasilkan panas ekstrem di titik tusukan, yang kemudian membuat lapisan sel tidak stabil. Suhu internal naik melampaui ambang batas kritis dan memicu thermal runaway—reaksi berantai kimia yang tak terkendali.
Proses tersebut menghasilkan gas berbahaya seperti hidrogen fluorida. Tekanan di dalam casing sel yang tertutup meningkat hingga akhirnya melepaskan uap mudah terbakar dengan suhu melebihi 815 derajat Celsius. Pada paket baterai multi-sel, panas yang menyebar ke sel tetangga bisa memicu reaksi berantai yang membuat seluruh mobil dilalap api.
Mengapa Baterai LFP Lebih Aman Dibanding NMC
Kimia sel baterai sangat menentukan tingkat keparahan kegagalan dalam uji tusuk paku. Dua jenis baterai yang paling umum digunakan saat ini adalah lithium iron phosphate (LFP) dan nickel manganese cobalt (NMC).
Sel LFP memiliki ikatan kimia yang lebih stabil dibanding NMC. Baterai tipe ini baru memasuki fase thermal runaway pada suhu 270 hingga 300 derajat Celsius. Saat tertusuk, sel LFP cenderung tidak langsung gagal. Jika pun gagal, reaksinya berjalan lambat dan risiko api menjalar ke sel lain relatif rendah.
Sebaliknya, baterai NMC memang menyimpan lebih banyak energi dalam ukuran yang sama, tetapi toleransi panasnya lebih rendah, yakni 150 hingga 210 derajat Celsius. Artinya, sel NMC jauh lebih rentan mengalami thermal runaway dibanding sel LFP.
Mengapa Uji Ini Krusial untuk Riset dan Regulasi
Selama pengujian, para insinyur memantau perubahan suhu, produksi gas, asap, dan nyala api. Alat uji canggih mampu mengontrol posisi paku secara presisi, bahkan beberapa laboratorium menggunakan paku berinstrumentasi untuk mengukur suhu langsung di titik penetrasi.
Meski terdengar mustahil terjadi di dunia nyata, skenario seperti pecahan material jalan yang terlontar ke underbody atau deformasi parah saat tabrakan bukanlah hal yang mustahil. Karena itu, uji tusuk paku menjadi elemen vital dalam pengembangan baterai EV, sekaligus meningkatkan kepercayaan regulator dan konsumen terhadap keamanan kendaraan listrik.
