Perpustakaan Digital ITB

Meningkatnya adopsi kendaraan listrik (EV) telah menempatkan perhatian besar pada keselamatan struktural dan ketahanan mekanis baterai lithiumion, khususnya dengan konfigurasi sel kantong. Penutup sel kantong yang tipis memberikan kerentanan terhadap deformasi mekanis dan kegagalan separator saat terjadi benturan. Kegagalan ini dapat menyebabkan hubungan pendek internal dan memicu thermal runaway, menimbulkan risiko keselamatan. Untuk mengatasi hal tersebut, strategi pelindung pada tingkat sel perlu dikembangkan guna meningkatkan integritas struktural dan kemampuan penyerapan energi dalam skenario kecelakaan. Studi ini menyelidiki performa struktural sel kantong yang diperkuat dengan struktur pelindung corner-rib (CR) menggunakan analisis metode elemen hingga. Baterai dimodelkan secara eksplisit berdasarkan lapisan-lapisannya, yaitu anoda, katoda, separator, dan casing aluminium, untuk memprediksi distribusi tegangan dan kegagalan secara akurat. Pelindung CR dengan variasi ketebalan dinding (1,00 mm, 1,25 mm, dan 1,50 mm) diterapkan dan dibandingkan dengan konfigurasi baterai tanpa pelindung. Simulasi lentur tiga titik dilakukan menggunakan ABAQUS dengan kondisi pembebanan kuasi-statis. Validasi model dilakukan dengan data referensi dari Budiman et al., menunjukkan deviasi sebesar 6,3%, yang mengonfirmasi keandalan simulasi. Hasil menunjukkan bahwa penambahan struktur CR secara signifikan meningkatkan penyerapan energi dan menunda kegagalan separator. Konfigurasi dengan ketebalan terbesar (CR3) mencapai penyerapan energi tertinggi (26,49 J), dengan 91,3% energi diserap oleh casing, menunjukkan redistribusi beban yang efektif dari komponen kritis. Namun, peningkatan ketebalan dinding juga menyebabkan kontak lebih awal antara dinding dalam dan luar, yang mempercepat transfer beban ke separator. Temuan ini menunjukkan bahwa meskipun penguatan struktural meningkatkan kekakuan dan disipasi energi, diperlukan keseimbangan optimal agar tidak terjadi kegagalan prematur pada lapisan internal. Studi ini menyimpulkan bahwa desain CR merupakan strategi pelindung pada tingkat sel yang menjanjikan untuk sel kantong karena menawarkan peningkatan ketahanan benturan dengan mengurangi kompleksitas material.