Fabrikasi dan Karakterisasi Nanofiber PVA-Graphene Oxide (GO) sebagai Separator Baterai Lithium-Ion

Kata Kunci: Nanofiber, PVA-GO, Separator

  • Diah Hari Kusumawati Universitas Negeri Surabaya
  • Tia Nur Agustin Universitas Negeri Surabaya

Abstract

Abstrak

Separator adalah komponen utama dalam baterai litium-ion yang berfungsi mencegah kemungkinan konsleting listrik dan transportasi ion bebas sekaligus mengisolasi aliran listrik. Separator harus memiliki porositas yang memadai, konduktivitas yang tinggi dan stabilitas termal yang baik. Nanofiber PVA-GO dibuat dengan metode elektrospinning digunakan sebagai separator baterai Lithium-Ion. Variasi penambahan Graphene Oxide (GO) yang digunakan 0,1-0,3. Hasil pengukuran diameter awal dengan Mikroskop optik diameter rata-rata PVA adalah 0.63 μm dan PVA-GO adalah 0.52 μm-0.70 μm. Spektrum FTIR PVA, gugus O-H stretch terdeteksi pada 3285 cm-1 merupakan gugus hidroxyl yang disebabkan oleh frekuensi peregangan OH dari PVA. Pada PVA-0.3 GO puncak 1651 cm-1, dan 1091 cm-1 terdekteksi C=O stretch dari gugus fungsi carboxyl dan carboxylic dari GO, dan C-O stretch yang dideteksi sebagai epoxy dari GO. Adanya puncak pada 1651 cm-1 menegaskan adanya GO dalam komposit PVA-GO. Hasil uji SEM menghasilkan diameter rata-rata nanofiber PVA adalah 216 nm, dan nanofiber PVA-GO 0,1 dan 0,3 adalah 162 nm dan 194 nm. Nilai porositas nanofiber PVA adalah 44 % dan nanofiber PVA berbagai konsentrasi GO adalah 53%, 47%, dan 42%. Hasil pemanasan nanofiber menunjukkan stabilitas termal yang baik. Hasil EIS nanofiber PVA,  memiliki nilai impedansi 356,20 kΩ dengan nilai konduktivitas  0,3 x 10-4 S/cm dan PVA-GO dari 0,1-0,3  nilai impedansinya adalah  39,84 kΩ; 71,99 kΩ dan 392,05 kΩ dan nilai konduktivitas masing-masing adalah, 2,66 x 10-4 S/cm., 1,47 x 10-4 S/cm., 0,27 x 10-4 S/cm. Dari karakterisasi yang telah dilakukan, nanofiber PVA-GO memenuhi kriteria sebagai separator baterai Lithim-ion. 

Kata Kunci: Nanofiber, PVA-GO, Separator

 

Abstract

The separator is the main component in a lithium-ion battery which functions to prevent possible electrical short circuits and transport of free ions while isolating the flow of electricity. The separator must have sufficient porosity, high conductivity and good thermal stability. PVA-GO nanofiber made by the electrospinning method is used as a Lithium-Ion battery separator. Variation of the addition of Graphene Oxide (GO) used 0,1-0,3. The results of the initial diameter measurement with an optical microscope average diameter of PVA is 0.63 μm and PVA-GO, is 0.52 μm-0.70 μm. In the FTIR spectrum of PVA, the O-H stretch detected at 3285 cm-1 is a hydroxyl group caused by the OH stretching frequency of PVA. In PVA-0.3 GO the peaks of 1651 cm-1 and 1091 cm-1 were detected as C=O stretches from the carboxyl and carboxylic functional groups of GO, and C-O stretches were detected as epoxy from GO. The presence of a peak at 1651 cm-1 confirmed the presence of GO in the PVA-GO composite. SEM test results showed that the average diameter of PVA nanofibers was 216 nm, and PVA-GO 0.1 and 0.3 nanofibers were 162 nm and 194 nm. The porosity value of the PVA nanofiber was 44% and each of the various GO concentration nanofibers were 53%, 47%, and 42%. The results of nanofiber heating showed good thermal stability. The results of the PVA nanofiber EIS, has an impedance value of 356.20 kΩ with a conductivity value 0.3 x 10-4 S/cm and PVA-GO of 0.1-0.3 the impedance values are; 39.8 kΩ; 71.99 kΩ and 392.05 kΩ and the conductivity values were, respectively, 2.66 x 10-4 S/cm, 1.47 x 10-4 S/cm, 0.27 x 10-4 S/cm. From the characterization that has been carried out, PVA-GO nanofiber fulfills the characteristic requirements as a Lithium ion battery separator.

Keywords: Nanofiber, PVA-GO, Separator

Published
2023-01-31
Section
Fisika Material
Abstract Views: 292
PDF Downloads: 372