Analisa Pengaruh Adhesive pada Kekuatan dan Deformasi Cangkang Baterai Silindris Lithium-ion yang Dikenakan Beban Lateral Impact Menggunakan Pemodelan Elemen Hingga

Ayuningtyas, Tria Mei (2022) Analisa Pengaruh Adhesive pada Kekuatan dan Deformasi Cangkang Baterai Silindris Lithium-ion yang Dikenakan Beban Lateral Impact Menggunakan Pemodelan Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000014_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Faktor keamanan cangkang baterai merupakan faktor
yang penting dalam desain baterai cell. Cangkang baterai harus
memiliki kekuatan dan rigiditas yang baik agar mampu menahan
beban dan deformasi yang bisa menghindarkan inti baterai dari
gagal fungsi dan kerusakan akibat tumbukan. Oleh karena itu,
diperlukan penelitian untuk memperkuat dan meningkatkan
kekakuan cangkang baterai tersebut. Pada penelitian sebelumnya
cangkang baterai yang dibebani oleh beban lateral impact
deformasi melebihi standard short circuit. Hal tersebut terjadi
karena beban impak diterima langsung oleh baterai tanpa ada
material yang dapat melindunginya. Di sisi lain, material adhesive
mampu menyerap energi dan mendistribusikan tegangan lebih
merata, sehingga diharapkan mampu meningkatkan kekuatan dan
rigiditas cangkang baterai. Oleh karena itu, perlu diteliti
efektifitas adhesive untuk mengurangi deformasi dan
meningkatkan kekuatan cangkang baterai pada laju regangan
tinggi. Hal ini penting untuk meningkatkan keselamatan
pengguna kendaraan elektrik, terutama ketika terjadi kecelakaan.
Pada penelitian ini dilakukan analisis pengaruh adhesive
dalam meningkatkan kekuatan dan meminimalkan deformasi
cangkang baterai listrik saat menerima beban impact. Metode
pengujian yang digunakan yaitu melalui simulasi pemodelan
elemen hingga, explicit dynamic, pada baterai cell 18650 dengan
initial velocity yang diberikan pada indenter sebesar 1.5 m/s.
Variasi yang dilakukan untuk meneliti efektifitas adhesive adalah
nilai viskoelastisitas dan ketebalan adhesive. Hasil yang diamati
adalah deformasi, serta equivalent stress, hal tersebut diamati
untuk mengetahui deformasi yang terjadi pada baterai
berdasarkan batas deformasi dari defleksi cangkang baterai, serta
untuk mengetahui kerusakan material setelah terjadi pembebanan.
Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk
desain cangkang baterai cell yang aman.
Hasil yang diperoleh dari dari pengujian lateral impact
menunjukkan bahwa pelapisan dan ketebalan adhesive tidak
memberikan pengaruh signifikan dalam menahan deformasi,
namun memberikan pengaruh signifikan dalam meningkatkan
kekuatan cangkang baterai. Adapun jenis material dan ketebalan
adhesive yang memiliki hasil terbaik adalah adhesive
polyurethane setebal 0.3 mm, dengan besar nilai deformasi dan
tegangan masing-masing yaitu 0.90002 mm dan 345.41 MPa.
====================================================================================================
The battery shell's safety factor is a significant
consideration in cell battery design. The battery shell must be
strong and robust to withstand loads and deformations that could
cause the battery core to malfunction or be damaged as a result
of impact. As a result, more research is needed to reinforce and
stiffen the battery casing. The battery shell in the prior
investigation was subjected to lateral impact deformation loads
that exceeded the conventional short circuit. This occurs because
the battery receives the impact load directly without any
substance to protect it. The adhesive substance, on the other
hand, is able to absorb energy and transfer voltage more evenly,
thus it is projected to improve the battery shell's strength and
stiffness. As a result, it is vital to evaluate the adhesive's
effectiveness in reducing deformation and increasing the battery
shell's strength at high strain rates. This is critical in order to
improve the safety of electric car users, particularly in the event
of an accident.
The effect of adhesive on enhancing the strength and
limiting the deformation of the electric battery shell when
receiving an impact force was investigated in this study. The test
method employed is an explicit dynamic finite element modeling
simulation on an 18650 cell battery with an initial velocity of 1.5
m/s given to the indenter. The value of viscoelasticity, adhesive
and adhesive thickness are all variables used to test the
adhesive's effectiveness. The total deformation as well as the
equivalent stress are observed. This is done to identify the
deformation that happens in the battery based on the deflection
limit of the battery shell, as well as to determine material damage
after loading. The findings of this research can be used to help
develop a safe cell battery casing.
The results obtained from the lateral impact test show
that the coating and adhesive thickness do not have a significant
effect on resisting deformation, but have a significant effect on
increasing the strength of the battery shell. The type of material
and adhesive thickness that has the best results is a 0.3 mm thick
polyurethane adhesive, with deformation and stress values of
0.90002 mm and 345.41 MPa, respectively.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	adhesive, baterai cell, equivalent stress, explicit dynamic, short circuit, deformasi, adhesive, battery cell, Equivalent stress, Explicit Dynamic, Electrical vehicle, Deformation
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL220 Electric vehicles and their batteries, etc.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	TRIA MEI AYUNINGTYAS
Date Deposited:	16 Feb 2022 14:07
Last Modified:	31 Oct 2022 02:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/94438

Actions (login required)

View Item