Membran Polimer Elektrolit dari Selulosa Asetat Tandan Kosong Kelapa Sawit dan TiO2 dengan Metode Spin Coating untuk Aplikasi Separator Baterai Lithium

Abstract

Separator dalam baterai litium-ion memegang peran krusial dalam mencegah kontak langsung antara elektroda positif dan negatif, yang dapat menyebabkan bahaya kebakaran. Penelitian ini dilakukan dengan mengusulkan penggunaan limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS), sumber alami yang kaya selulosa, untuk menghasilkan selulosa asetat yang diaplikasikan sebagai bahan dasar dalam pembuatan membran polimer elektrolit. Membran ini diintegrasikan ke dalam baterai sebagai pemisah yang berfungsi ganda, tidak hanya sebagai penghalang fisik tetapi juga sebagai media transportasi antara anoda dan katoda. Penelitian ini merupakan eksperimen dengan desain satu faktor yang variabelnya melibatkan kombinasi polivinilidena fluorida (PVDF), selulosa asetat (CA), dan titanium dioksida (TiO₂) dengan komposisi berbeda: PVDF (2.8%:0%), PVDF:CA (2.8%: 12%), dan tiga variasi PVDF:CA:TiO₂ (dengan konsentrasi TiO₂ 0.75%, 0.65%, dan 0.55%). Metode pengumpulan data meliputi uji fisik (porositas, ketebalan, dan voltametri siklik), uji mekanis (kekuatan tarik dan biodegradabilitas), serta pengamatan morfologi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM, Hitachi TEM 3000 Series). Analisis menunjukkan bahwa membran dengan komposisi PVDF:CA:TiO₂ (2.8%:12%:0.75%) memiliki sifat mekanis optimal, kekuatan tarik terbaik 61.8854 MPa dan porositas tertinggi 57%. Penambahan TiO₂ dan selulosa asetat tidak hanya meningkatkan kekuatan mekanis dan porositas tetapi juga mempercepat proses biodegradabilitas dengan penurunan berat hingga 68% menjadikannya efektif sebagai separator dalam baterai litium-ion.