Studi Eksperimental dan Numerik Pengaruh Filler Grafit dan Silika terhadap Konduktivitas Termal Phase Change Material Komposit

Syarif, Muhammad Fashhan (2026) Studi Eksperimental dan Numerik Pengaruh Filler Grafit dan Silika terhadap Konduktivitas Termal Phase Change Material Komposit. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007211177-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Phase Change Material (PCM) merupakan salah satu solusi pendinginan pasif yang menjanjikan untuk sistem manajemen termal baterai lithium-ion karena kemampuannya menyerap panas laten selama proses perubahan fasa. Namun, penggunaan parafin murni sebagai PCM memiliki keterbatasan utama berupa konduktivitas termal yang rendah sehingga efektivitas pelepasan panas menjadi terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan material filler grafit dan silika terhadap konduktivitas termal serta kinerja pendinginan PCM komposit pada baterai lithium-ion tipe 18650. Penelitian dilakukan melalui pendekatan eksperimental dan numerik. Pengujian eksperimental dilakukan untuk memperoleh sifat termofisika PCM komposit, sedangkan simulasi numerik dilakukan menggunakan perangkat lunak ANSYS untuk menganalisis distribusi temperatur dan performa pendinginan baterai pada kondisi pembebanan arus 3C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan grafit mampu meningkatkan konduktivitas termal PCM sehingga distribusi panas menjadi lebih merata dan temperatur maksimum baterai dapat ditekan secara signifikan dibandingkan dengan PCM parafin murni, sedangkan penambahan silika perlu dipelajari lebih lanjut karena penggunaannya pada PCM bukan untuk meningkatkan konduktivitas termal. Dengan demikian, PCM komposit khususnya yang berbasis grafit berpotensi menjadi solusi pendinginan pasif yang lebih efisien dan stabil untuk aplikasi sistem manajemen termal baterai lithium-ion.
================================================================================================================================
Phase Change Material (PCM) is a promising passive cooling solution for lithium-ion battery thermal management systems due to its ability to absorb latent heat during phase transition. However, the use of pure paraffin as PCM suffers from a major limitation, namely its low thermal conductivity, which restricts heat dissipation effectiveness. Therefore, this study aims to investigate the effect of adding graphite and silica fillers on the thermal conductivity and cooling performance of composite PCM applied to 18650-type lithium-ion batteries. This research employs both experimental and numerical approaches. Experimental testing is conducted to obtain the thermophysical properties of the composite PCM, while numerical simulations are performed using ANSYS software to analyze temperature distribution and battery cooling performance under a 3C discharge condition. The results indicate that the addition of graphite significantly enhances the thermal conductivity of the PCM, leading to a more uniform heat distribution and a noticeable reduction in the maximum battery temperature compared to pure paraffin PCM. Meanwhile, the addition of silica requires further investigation, as its role in PCM is not primarily intended to improve thermal conductivity. Thus, composite PCM, particularly graphite-based PCM, demonstrates strong potential as a more efficient and stable passive cooling solution for lithium-ion battery thermal management applications.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Baterai, Grafit, Konduktivitas Termal, PCM, Silika, Battery, Graphite, PCM, Silica, Thermal Conductivity
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ174 Maintenance and repair of machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Fashhan Syarif
Date Deposited:	03 Feb 2026 01:57
Last Modified:	03 Feb 2026 01:57
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/131794

Actions (login required)

View Item