Studi Pengaruh Jenis Separator Terhadap Performa Elektrokimia Baterai Berbasis Komposit Hibrida

Hasyim, Bagus Alifah (2022) Studi Pengaruh Jenis Separator Terhadap Performa Elektrokimia Baterai Berbasis Komposit Hibrida. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000107-Undergraduate Thesis.pdf Download (8MB)

Abstract

Penggunaan baterai litium konvensional dengan elektrolit cair memiliki risiko pada aspek keamanan dikarenakan dapat menimbulkan kebocoran. Selain itu, kegagalan lain dapat timbul seperti pertumbuhan dendrite yang berasal dari anoda menuju katoda sehingga apabila dendrite mengalami kontak dengan katoda, maka dapat menyebabkan arus pendek listrik pada baterai. Untuk memecahkan permasalahan tersebut, pada penelitian ini melakukan studi mengenai baterai komposit hibrida, yaitu baterai litium berbasis elektrolit padat yang menggunakan modifikasi material separator dengan jenis yang berbeda. Hal ini dikarenakan separator berfungsi untuk menghambat pertumbuhan dendrite, sehingga dapat memperpanjang umur baterai. Adapun parameter yang diteliti pada material separator yakni ketebalan dan porositas, dimana kedua parameter tersebut berpengaruh pada proses transfer ion litium sehingga akan berimbas pada kapasitas penyimpanan baterai, impedansi yang dibentuk, dan kemampuan repetisi baterai dalam melakukan pengisian dan penyaluran energi. Adapun metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen dengan membuat spesimen baterai komposit hibrida dalam bentuk pouch cell. Komponen yang digunakan terdiri dari solid polymer electrolyte (SPE) sebagai sistem elektrolit yang terdiri dari campuran elektrolit cair konvensional, epoksi resin, dan hardener. Material katoda menggunakan NMC 532, anoda menggunakan graphite konvensional, dan separator menggunakan beberapa variasi material pembanding yaitu GF WR 200, GF WR 50, dan separator konvensional Whatmann. Untuk mempelajari performa elektrokimia pada masing-masing baterai komposit hibrida, dilakukan pengujian charge-discharge (CD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), dan cyclic voltammetry (CV). Hasil menunjukkan bahwa baterai litium dengan separator GF WR 200 menghasilkan impedansi paling kecil dikarenakan separator memiliki porositas tertinggi. Sementara, baterai litium dengan separator GF WR 50 paling unggul pada uji CD dan CV, dengan kapasitas discharging 0,147 mAh dan charging sebesar 0,364 mAh dikarenakan separator memiliki ketebalan paling tipis. Dari hasil tersebut, baterai komposit hibrida dengan separator GF WR 50 memiliki potensi untuk dikembangkan lebih lanjut dengan melakukan modifikasi pada separator sehingga dapat mengurangi nilai impedansi. Dengan demikian, hal ini dapat mencapai kondisi baterai yang ideal dengan kemampuan repetisi dan kapasitas penyimpanan dan penyaluran energi tinggi serta impedansi yang rendah.
==================================================================================================================================
Lithium ion battery (LIB), which use a conventional liquid electrolyte, usage has its own risk in safety aspect in leakage formation. Another failure of LIB caused by dendrite growth from anode component to cathode, which can lead to internal short circuit of the battery because the dendrite contacts the anode and cathode component. To solve the problems, this research proposed study in hybrid composite battery, which is a LIB that use solid basis electrolyte with modification in using variety of separator material. This modification is done because separator can inhibit the dendrite growth which can extend the battery life cycle. This research focuses in evaluating the influence of thickness and porosity of the separator to the charge-discharge capacity and cycle, and the developed impedance. This is because both parameters can affect the lithium ionic transfer process in the battery. Experiment method will be use by manufacturing the battery using pouch cell method. The component consists of solid polymer electrolyte (SPE) with mixture of ionic liquid electrolyte, epoxy resin, and hardener. The cathode material uses NMC 532, anode use conventional graphite ply, and separator using material variation of glass fiber (GF) WR 50, glass fiber (GF) WR 200, and Whatmann separator as the conventional material. To evaluate the electrochemical performance, the battery will carry out some test such as charge-discharge (CD), cyclic voltammetry (CV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Results shown that using GF WR 200 will have the lowest impedance in the battery because the separator has the highest porosity. While GF WR 50 are superior in charge�discharge and cyclic voltammetry tests, with its discharge capacity of 0,147 mAh and charge capacity of 0,364 mAh because of the separator has the smallest thickness. From these results, the hybrid composites battery using GF WR 50 has potential to be improved for further research by modify the separator material which can decrease the developed impedance. This will may develop ideal battery which has high charge-discharge capacity and cycle with low impedance.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 621.312 423 Has s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Baterai Komposit Hibrida, Separator, Charge-discharge, Cyclic Voltammetry, Electrochemical Impedance Spectroscopy
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2921 Lithium cells. T Technology > TP Chemical technology > TP255 Electrochemistry, Industrial.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	26 Feb 2025 02:07
Last Modified:	26 Feb 2025 02:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118900

Actions (login required)

View Item