Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan elektrolit cair pada baterai ion litium memiliki banyak kekurangan. Membran polimer elektrolit menjadi salah satu solusi untuk menggantikan elektrolit cair tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis membran polimer elektrolit dari poli(vinil alkohol), LiClO4 dan nanoselulosa serta mengkarakterisasinya berdasarkan analisis hantaran ion, sifat mekanik, dan sifat termal untuk aplikasi baterai ion litium. Nanoselulosa yang digunakan pada penelitian ini dihasilkan melalui proses hidrolisis selulosa hasil isolasi dari ampas tebu dengan menggunakan larutan H2SO4 50 % pada suhu 40 °C selama 10 menit. Nanoselulosa yang dihasilkan dikarakterisasi dengan Transmission Electron Microscope (TEM), Particle Size Analyzer (PSA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan X-Ray Diffraction (XRD). Untuk membuat membran polimer elektrolit, terlebih dahulu dilakukan optimasi garam LiClO4 dengan cara melarutkan poli(vinil alkohol) dan LiClO4 dalam pelarut aqua dm pada berbagai komposisi, yaitu 5 %; 10 %; 15 %; 20 % dan 25 %, kemudian larutan polimer dicetak pada permukaan plat tipis dan dikeringkan pada suhu ruang selama 2-3 hari. Membran polimer yang terbentuk dianalisis hantaran ion dan sifat mekaniknya. Selanjutnya komposisi LiClO4 yang optimum berdasarkan hantaran ion dan sifat mekanik digunakan untuk optimasi nanoselulosa dengan cara melarutkan poli(vinil alkohol), LiClO4 hasil optimasi dan nanoselulosa dalam bentuk koloidnya dengan variasi komposisi 2,5 %; 5 %; 7,5 % dan 10 %. Larutan polimer tersebut dicetak dan dikeringkan pada suhu ruang selama 2-3 hari. Berdasarkan hasil analisis TEM dan PSA, nanoselulosa yang dihasilkan memiliki bentuk morfologi bulat dan rata-rata diameternya sebesar 111 nm dengan distribusi maksimum 95,9 nm. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa kristalinitas nanoselulosa lebih tinggi daripada selulosa yaitu sebesar 76,01 % untuk nanoselulosa dan 70,62 % untuk selulosa. Hasil optimasi LiClO4 menunjukkan bahwa komposisi LiClO4 yang optimum berdasarkan hantaran ion dan sifat mekanik diperoleh pada komposisi 15 % dengan nilai Modulus Young sebesar 10,94 MPa dan hantaran ion sebesar 1,99x10-5 S/cm. Penambahan nanoselulosa meningkatkan hantaran ion membran polimer elektrolit menjadi 3,76x10-4 S/cm pada komposisi nanoselulosa 5 %, akan tetapi nilai Modulus Young membran menurun menjadi 4,13 MPa. Berdasarkan hasil analisis TGA, membran polimer elektrolit yang dihasilkan stabil secara termal hingga 252,15 °C.