Membran Polyethersulfone Asimmetris Dengan Flux Tinggi Untuk Baterai Lithium-ion

Virdiansyah, Wahyu Fiqih (2024) Membran Polyethersulfone Asimmetris Dengan Flux Tinggi Untuk Baterai Lithium-ion. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh November.

Text 6008221001-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Solid polymer electrolytes (SPEs) are emerging as promising candidates for next-generation all-solid-state batteries due to their superior flexibility and safety profile. However, challenges such as low ionic conductivity, uncontrolled lithium dendrite growth, and high temperature intolerance hinder their widespread application. In this study, facile poly(ether sulfone)/poly(ethylene glycol) (PES/PEG) SPEs were designed and fabricated using a non-solvent induced phase separation (NIPS) method. The porous PES-based membranes, prepared at coagulation bath temperatures (CBT) of 30°C, 40°C, and 50°C, form an asymmetric structure consisting of a porous skin, interconnected bi-continuous structures near the top, and macrovoids near the bottom, which are ideally suited for the accommodation of PEG, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI). Notably, the membrane fabricated at CBT = 50°C demonstrates the thinnest thickness of 25 μm and a uniform nanopore size of 35 nm on the skin layer, exhibiting the highest ionic conductivity of 8.06 × 10⁻⁴ S/cm and the highest lithium ion transference number of 0.455 at room temperature. These findings suggest that PES-based SPEs offer significant commercial potential for lithium battery applications, addressing the safety concerns associated with traditional liquid electrolytes.
=================================================================================================================================
Solid polymer electrolytes (SPEs) muncul sebagai kandidat yang menjanjikan untuk baterai solid-state generasi berikutnya berkat fleksibilitas dan profil keselamatan yang unggul. Namun, tantangan seperti konduktivitas ionik yang rendah, pertumbuhan dendrit lithium yang tidak terkontrol, dan intoleransi terhadap suhu tinggi menghambat penerapan luasnya. Dalam penelitian ini, SPE berbasis poly(ether sulfone)/poly(ethylene glycol) (PES/PEG) dirancang dan diproduksi menggunakan metode pemisahan fase yang diinduksi non-pelarut (NIPS).Membran berbasis PES yang berpori, disiapkan pada suhu baku koagulasi (CBT) 30°C, 40°C, dan 50°C, membentuk struktur asimetris yang terdiri dari kulit berpori, struktur bi-kontinu yang saling terhubung di dekat bagian atas, dan makrovak di dekat bagian bawah, yang sangat cocok untuk akomodasi PEG, etilen karbonat (EC), dimetil karbonat (DMC), dan lithium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI). Secara khusus, membran yang diproduksi pada CBT = 50°C menunjukkan ketebalan terendah sebesar 25 μm dan ukuran nanopori yang seragam sebesar 35 nm pada lapisan kulit, dengan konduktivitas ionik tertinggi sebesar 8.06 × 10⁻⁴ S/cm dan angka transfer ion lithium tertinggi sebesar 0.455 pada suhu kamar. Temuan ini menunjukkan bahwa SPE berbasis PES menawarkan potensi komersial yang signifikan untuk aplikasi baterai lithium, dengan mengatasi kekhawatiran keselamatan yang terkait dengan elektrolit cair tradisional.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	solid polymer electrolytes, poly(ether sulfone), poly(ethylene glycol), nonsolvent induced phase separation, lithium battery applications, poly(ether sulfone), poly(ethylene glycol), aplikasi baterai litium.
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP1140 Polymers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Wahyu Fiqih Virdiansyah
Date Deposited:	26 Aug 2024 04:53
Last Modified:	26 Aug 2024 04:53
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113698

Actions (login required)

View Item