Perpustakaan Digital ITB

Permintaan terhadap baterai Li-ion semakin meningkat seiring dengan berkembangnya teknologi dan kebutuhan energi portabel. Kendaraan listrik menjadi salah satu faktor utama dalam pertumbuhan permintaan ini, dengan proyeksi bahwa pada tahun 2025, limbah baterai dari kendaraan listrik akan mencapai angka mencolok sekitar 464.000 ton di seluruh dunia. Salah satu komponen utama dalam baterai Li-ion adalah separator, yang biasanya terbuat dari polipropilena atau polietilena. Namun, sayangnya, separator ini tidak ramah lingkungan dan sulit untuk didaur ulang, karena proses daur ulang saat ini masih terfokus pada pemulihan logam berharga dari baterai bekas. Dalam upaya untuk mengatasi masalah lingkungan yang timbul akibat penggunaan separator konvensional, penelitian ini memperkenalkan alginat sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan. Alginat adalah sejenis polimer yang dapat diekstraksi dari alga laut dan memiliki sifat-sifat yang menarik untuk digunakan sebagai separator baterai. Metode pemintalan elektrik digunakan untuk menghasilkan membran separator dari alginat. Namun, karena alginat memiliki kendala dalam pemintalan elektrik yang sulit, penelitian ini juga mencoba melakukan polimer blending dengan polivinil alcohol (PVA) untuk meningkatkan kemampuan pemintalan elektriknya. Pemintalan elektrik untuk blending PVA dan alginat dilakukan dengan mempertimbangkan parameter kelembaban, jarak jarum suntik kolektor, voltase serta laju alir larutan untuk menghasilkan serat yang kontinu dengan sedikit cacat. Karakterisasi menggunakan infra merah, scanning electron microscope, ketahanan termal, penyerapan elektrolit, sifat mekanik dan pengukuran porositas dilakukan untuk mengkonfirmasi produk pemintalan elektrik yang telah dilakukan. Dari fabrikasi yang dilakukan didapatkan membran separator PVA-Alginat dengan porositas yang tinggi (75%) serta kemampuan penyerapan terhadap elektrolit yang baik, mencapai 460%. Selain itu, separator PVA-Alginat memiliki nilai hambatan bulk (Rb) yang lebih rendah dibandingkan dengan separator konvensional seperti Celgard, yang biasa digunakan dalam baterai Li-ion. Hal ini menunjukkan bahwa separator PVA-Alginat dapat mendukung aliran ion yang lebih baik dalam baterai, yang penting untuk kinerja baterai yang lebih baik. Separator PVA-Alginat juga memiliki konduktivitas ionik yang lebih tinggi, yaitu 8,4 mS/cm. Nilai ini lebih tinggi dibandingkan dengan Celgard yang memiliki konduktivitas sebesar 0.18 mS/cm. Hal ini mengindikasikan bahwa separator ini dapat memungkinkan pergerakan ion-ion dengan lebih efisien, meningkatkan kapasitas dan daya tahan baterai Li-ion. Separator PVA-Alginat juga menunjukkan stabilitas yang sangat baik. Dalam uji dengan Linear Sweep Voltammetry, separator ini memiliki tingkat stabilitas yang sebanding dengan Celgard. Bahkan, dalam uji ketahanan terhadap litium stripping plating selama 1000 jam, separator PVA-Alginat tetap stabil, sementara Celgard mengalami degradasi sejak jam ke-200. Ini menunjukkan bahwa separator PVA-Alginat memiliki daya tahan jangka panjang yang lebih baik. Penggunaan separator PVA-Alginat dalam baterai LFP-Separator-Li menghasilkan kapasitas spesifik discharge yang lebih tinggi, yaitu 150 mAh/g, dibandingkan dengan penggunaan Celgard yang hanya menghasilkan 130 mAh/g. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa separator PVA-Alginat dapat difabrikasi dengan pemintalan elektrik serta menghasilkan separator dengan performa yang baik untuk baterai Li-ion.