Fabrikasi Polimer Elektrolit Padat CS-PEO/LiClO4/Al2O3 untuk LIB : Optimasi Garam LiClO4

Baterai ion litium padat merupakan salah satu pengganti baterai ion litium cair untuk aplikasi penyimpanan energi di masa mendatang dengan keamanan tinggi. Baterai litium padat terdiri dari elektroda dan elektrolit padat. Salah satu jenis elektrolit padat yang dapat digunakan adalah Solid Polymer Electrolyte (SPE). Namun demikian, SPE memiliki kelemahan dalam konduktivitas ioniknya yang rendah. Polietilen oksida (PEO) merupakan polimer semikristalin yang memiliki kelenturan, kelarutan, dan stabilitas elektrokimia yang baik sehingga cocok untuk dijadikan SPE. Namun demikian, PEO memiliki kekurangan yakni nilai konduktivitas yang rendah pada suhu tinggi yakni 10-6 – 10-8 S/cm dan sifat termal yang buruk. Modifikasi perlu dilakukan untuk meningkatkan konduktivitas ionnya. Paduan kitosan dengan PEO dengan menggunakan metode solution casting merupakan alternatif cara untuk meningkatkan konduktivitas dari polymer host dan sifat termalnya. Penambahan garam LiClO4 sebagai sumber ion litium juga divariasikan untuk mendapatkan konduktivitas optimum SPE dan mengurangi kristalinitasnya. Al2O3 ditambahkan sebagai filler untuk menekan kristalinitas dari polymer host. Uji karakterisasi XRD dan DSC dilakukan untuk mengetahui kristalinitas SPE. Uji karakterisasi FTIR dilakukan untuk mengamati ikatan yang terjadi pada SPE. Konduktivitas ionik dari SPE diuji dengan menggunakan EIS pada rentang frekuensi 1 MHz – 1 Hz pada suhu ruangan. Variasi konsentrasi garam yang didapatkan konduktivitas maksimumnya CS-PEO/LiClO4 = 1:0,25 sebesar 8,350 x 10-4 S/cm. Penambahan filler Al2O3 20% w/w juga terbukti meningkatkan konduktivitas ioniknya menjadi 4,589 x 10-3 S/cm dan menurunkan kristalinitasnya. ===================================================================================================================================== Solid-state lithium ion battery is one of the replacements for liquid lithium ion batteries for future energy storage applications with high safety. A solid-state lithium battery consists of electrodes and a solid electrolyte. One type of solid electrolyte that can be used is Solid Polymer Electrolyte (SPE). However, SPE has a disadvantage in its low ionic conductivity. Polyethylene oxide (PEO) is a semicrystalline polymer that has good flexibility, solubility, and electrochemical stability making it suitable for SPE. Nevertheless, PEO has disadvantages, namely low conductivity values of 10-6 – 10-8 S/cm and poor thermal properties. Modifications need to be made to improve its ionic conductivity. Chitosan blending with PEO using the solution casting method is an alternative way to improve the conductivity of the host polymer and its thermal properties. The addition of LiClO4 salts as a source of lithium ions is also varied to obtain the optimum conductivity of SPE and reduce its crystallinity. Al2O3 is added as a filler to suppress the crystallinity of the polymer host. XRD and DSC characterization tests are performed to determine the crystallinity of the SPE. FTIR characterization tests are performed to observe the bonds that occur in SPE. The ionic conductivity of SPE was tested using EIS in the frequency range of 1 MHz – 1 Hz at room temperature. The variation in salt concentration obtained by the maximum conductivity (CS-PEO)/LiClO4 = 1: 0,25 is 8,350 x 10-4 S / cm. The addition of 20% w/w Al2O3 filler has also been shown to increase its ionic conductivity to 4,589 x 10-3 S/cm and decrease its crystallinity