MEMBRAN NANOFIBER PVA-SiO₂ DISIAPKAN DENGAN METODE ELEKTROSPINNING : SEBAGAI SEPARATOR BATERAI LITHIUM

FABRICATION OF NANOFIBER MEMBRANeS : PVA-SiO₂ PREPARED BY ELECTROSPINNING METHOD FOR LITHIUM BATTERY SEPARATOR 

Separator memainkan peran penting dalam memastikan keamanan baterai ion lithium (LIB). Separator membran nanofiber komposit poli(vinil alkohol)-silika (PVA-SiO₂) dibuat melalui metode elektrospinning. Perbandingan variasi komposisi PVA-SiO₂ (0,5%, 1%,1,5%,2%). Tujuan dari peningkatan fraksi konsentrasi dari SiO2 terhadap PVA adalah porositas membran, penyerapan elektrolit cair, konduktivitas ionik lebih ditingkatkan, dan resistensi antarmuka (interface properties) berkurang. Hasil Analisa FTIR terdapat gugus -OH pada bahan PVA, sedangkan pembentukan ikatan antara PVA dan silika ditunjukkan oleh puncak Si−O−C. Hasil analisa uji SEM menunjukkan rata-rata diameter nanofiber untuk membran PVA sebesar 259±18 nm, membran PVA-SiO₂ 1% sebesar 227±16 nm, membran PVA-SiO₂ 2% sebesar 200±11 nm. Hasil dari perhitungan porositas & penyerapan elektrolit semakin bertambahnya kosentrasi SiO2 maka akan semakin besar nilai porositas & penyerapan elektrolit pada membran. dan hasil analisa wettability membran meliputi uji sudut kontak kontak membran PVA dan PVA-SiO₂ terhadap air hampir 0° dapat dikatan membran PVA-SiO2 bersifat hidrofilik. Hasil pengujian konduktivitas listrik dan impedansi (EIS) saling berhubungan dan sesuai dengan teori yakni semakin besar kosentrasi SiO2 terhadap PVA maka semakin besar nilai konduktivitas listriknya dan semakin berkurang resistansi antarmukanya. Berdasarkan kriteria diatas, material ini dapat dikategorikan sebagai bahan separator yang baik untuk baterai ion lithium.

Separators play an important role in ensuring the safety of Lithium Ion Batteries (LIB). This study used the electrospinning method with variations in the composition of PVA-SiO₂ (0,5%, 1%, 1,5%, 2%). The aim of this research is to increase membrane porosity, liquid electrolyte uptake, ionic conductivity and reduce interfacial resistance. The FTIR analysis results contained -OH groups in the PVA material, while bond formation between PVA-SiO₂ was indicated by the presence of Si-O-C peaks. The analysis results of the SEM showed that the mean nanofiber diameters for the PVA and PVA- SiO₂ membranes (1%, 2%) were 259±18 nm, 227±16 nm, 200±11 nm. The results of the calculation of porosity and electrolyte absorption: the higher the SiO₂ concentration, the higher the porosity and electrolyte absorption value on the membrane. Therefore, the results of the membrane wettability analysis contain PVA and PVA-SiO₂ to almost 0° water we can say that the membrane is hydrophilic. Electrical Conductivity and Impedance (EIS) interconnected and according to theory, the higher the SiO₂ concentration_, the higher the electrical conductivity value and the lower the interfacial resistance. Based on the above criteria, this material can be classified as a good separator material for Li-ion batteries.