Perpustakaan Digital ITB

Integritas struktural sel kantong (pouch cell ) lithium-ion merupakan aspek keselamatan yang sangat krusial dalam elektrifikasi sektor dirgantara dan otomotif karena kerentanannya terhadap deformasi mekanis. Studi ini menyelidiki secara eksperimental dan numerik ketahanan lentur sel kantong LiFePO4 berkapasitas 25 Ah yang diberi beban lentur tiga titik secara kuasi-statik. Karakterisasi material yang komprehensif—meliputi pembongkaran sel, spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR), difraksi sinar-X (XRD), dan uji tarik uniaksial— dilakukan untuk menentukan sifat mekanis dari masing-masing lapisan konstituen. Pengujian ini menunjukkan bahwa selubung laminasi aluminium-polimer memiliki tingkat keuletan yang tinggi serta modulus Young yang jauh lebih rendah dibandingkan aluminium murni. Pengujian lentur mengevaluasi pengaruh tingkat pengisian daya (SOC) pada sel tanpa pelindung dan mengkaji performa struktural selubung Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) hasil cetak 3D dengan variasi kepadatan infill (0% dan 100%). Hasil eksperimen membuktikan bahwa variasi SOC antara 40% hingga 80% memberikan pengaruh yang dapat diabaikan terhadap respons lentur global, di mana tidak ditemukan adanya korsleting internal maupun lonjakan termal sebelum terjadinya kegagalan mekanis. Di sisi lain, integrasi selubung ABS dengan kepadatan infill 100% mampu meningkatkan kapasitas beban puncak hingga tujuh kali lipat dan penyerapan energi total hingga 14 kali lipat dibandingkan dengan baterai tanpa pelindung. Sebuah model elemen hingga (FE) dengan resolusi per lapisan kemudian dikembangkan menggunakan solver dinamis-eksplisit, dan berhasil mereplikasi perilaku gaya-perpindahan dari hasil eksperimen dengan batas galat di bawah 10%. Kerangka kerja numerik yang telah divalidasi serta temuan fisik ini memberikan wawasan penting untuk optimasi kelaiktabrakan modul baterai kendaraan listrik di masa mendatang.