Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan anode pada baterai ion-litium mulai melambat karena anode grafit yang banyak digunakan saat ini sudah hampir mencapai kapasitas teoretiknya yakni 372 mAh g-1. Anode logam litium dengan kapasitas teoretik 3860 mAh g-1 menjadi alternatif yang menjanjikan untuk merealisasikan baterai ion-litium dengan densitas energi tinggi. Akan tetapi, penggunaan litium dalam jumlah besar dalam baterai menurunkan densitas energi dan meningkatkan risiko kerusakan baterai. Di sisi lain, mengurangi jumlah litium dalam baterai justru menurunkan stabilitas baterai, karena terbatasnya litium untuk melawan reaksi yang tidak diinginkan di permukaan litium, terbentuknya deposisi litium dengan luas permukaan tinggi, dan terjadinya perubahan volume secara drastis selama siklus pemakaian. Untuk menghadapi permasalahan ini, dikembangkan jaringan serat nano tiga dimensi dari poliviniliden fluorida (PVDF) dengan campuran litium karbonat (Li2CO3) menggunakan metode electrospinning di permukaan current collector foil tembaga yang bertindak sebagai host litium. Hasil pengamatan SEM menunjukkan bahwa jaringan serat nano PVDF dapat membantu deposisi litium dengan menyediakan jalur untuk litium berdifusi dan mendorong pembentukan deposisi litium yang seragam. Pencampuran Li2CO3 sebanyak 50% pada jaringan serat PVDF meningkatkan konduktivitas ionik jaringan serat, sehingga performa elektrokimianya semakin baik. Dalam konfigurasi baterai half cell, jaringan serat ini mampu menunjukkan performa siklus yang stabil hingga 330 jam. Pengujian EIS yang dilakukan pada baterai menunjukkan beberapa manfaat dari jaringan serat nano PVDF-Li2CO3, antara lain meningkatkan keterbasahan anode terhadap elektrolit sehingga menurunkan hambatan baterai, menghambat dekomposisi elektrolit karena konduktivitas elektronik Li2CO3 yang rendah, serta membentuk jalur difusi ion litium sehingga pergerakannya lebih cepat. Dalam konfigurasi full cell dengan katode NMC622 dan rasio N/P sebesar 2, baterai dengan jaringan serat nano PVDF-Li2CO3 mampu mempertahankan 71,6% kapasitas awalnya pada siklus ke 200. Penelitian ini menawarkan metode sederhana untuk membuat baterai logam litium yang stabil.