8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

1/15

MAKALAH PETROKIMIA DAN POLIMER

POLIMER ELEKTROLIT UNTUK BATERAI LITHIUM /

SULFUR

Bisma Wiranegara (J3L112064)

Rahmadani Lestari (J3L112015)

PROGRRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA

PROGRAM DIPLOMA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

2/15

i

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karenaberkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun

makalah yang berjudul Polimer Elektrolit untuk Baterai Litium / Sulfur ini tepat

pada waktunya. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Petrokimia

dan Polimer.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan

hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa

teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada Ibu Armi Wulanawati, M.Si sebagai Dosen Petrokimia dan

Polimer dan semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik

dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik yang membangun daripembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan rangkuman selanjutnya.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada pembaca.

Bogor, Desember 2014

Penulis

8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

3/15

ii

DAFTAR ISI

PRAKATA I

DAFTAR ISI II

BAB I PENDAHULUAN 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1

2.1 Polimer elektrolit 1

2.2 Litium 1

2.3 Sulfur 2

2.4 Polimer Elektrolit padat dan keringpada Li / Baterai S 2

2.5 PVDF Berbasis Gel Polimer elektrolit 3

2.6. PVDF-HFP Berbasis Gel Polimer elektrolit 3

BAB III BAHAN DAN METODE 4

3.1 Alat dan bahan 4

3.2 Metode 4

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 5

BAB V PENUTUP 10

Simpulan 10

DAFTAR PUSTAKA 10

8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

4/15

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Hasil analisis SEM (a) bubuk unsur S, (b) GNS dan (c) campuran S/GNS 6

Gambar 2 Karakterisasi ESD dari campuran S /GNS (a) SEM GNS dilapisi partikel

unsur S. (b) Spektrum EDS pada gambar a. (c) keberadaaan karbon pada ESD yang

terdapat dalam gambar a. (d) Keberadaan unsur S dalam gambar a 7

Gambar 3 Kurva XRD dari unsur S dan campuran unsur S/GNS 7

Gambar 4 Kurva debit Pertama S dan S / GNS komposit elektroda 8

Gambar 5 kapasitas Discharge vs nomor siklus untuk S dan S / GNS elektroda campuran9

Gambar 6 Kurva Impedansi untuk Elektroda Campuran S dan S-GNS 9

8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

5/15

1

BAB I PENDAHULUAN

Banyaknya penggunaan sumber energi yang tidak terbarukan seperti bahanbakar fosil dan cepatnya terjadi masalah lingkungan global, menyebabkan

kehidupan masyarakat sekarang ini bergantung pada pengembangan sumber daya

energi alternative, sumber energy seperti matahari dan angin, serta transportasi

rendah emisi seperti kendaraan hybrid dan listrik. Baterai dengan energi densitas

tinggi merupakan bagian penting dari kendaraan hybrid dan listrik namun belum

memuaskan masyarakat. Baterai ion lithium sekunder (LIBs) mendominasi pasar

untuk peralatan elektronik (misalnya, telepon selular, komputer notebook,

camcorder), tapi secara ekonomis untuk skala besar yang diaplikasikan pada

transportasi belum dapat dilakukan. Meskipun kemajuan yang luar biasa telah

dicapai di bidang LIBs, oksida logam transisi dan fosfat biasanya digunakan

sebagai bahan katoda yang memiliki kapasitas teoritis maksimum terbatas padasekitar 200 mAhg-1.

Teknologi alternatif yang sedang dikembangkan secara intens saat ini adalah

baterai lithium/sulfur (Li/S). Unsur sulfur memiliki kapasitas teoritis lebih tinggi

(1.672 mAhg-1) dan energi spesifik (2600 Whkg-1) dari bahan katoda

konvensional. Sulfur juga merupakan bahan yang murah, berlimpah, dan sumber

daya alam yang ramah lingkungan, sehingga dapat digunakan sebagai bahan

katoda yang sangat menjanjikan, terutama untuk aplikasi penyimpanan energi

skala besar. Namun, baterai Li/S kurang efisien sebagai bahan katoda, hal ini

disebabkan karena sifat isolasi dari S dan kelarutan polisulfida di elektrolit

organik cair. Keberhasilan operasi dari baterai Li/S telah dicapai melaluipengembangan komposit belerang dengan karbon dan polimer bahan. Dalam

komposit tersebut, partikel S yang tertanam ke dalam karbon atau polimer

konduktif matriks, yang meningkatkan konduktivitas elektronik dari komposit dan

menghambat pembubaran polisulfida ke dalam elektrolit

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Polimer elektrolit

Polimer elektrolit secara umum dapat didefinisikan sebagai membran yang

memiliki sifat transportasi sebanding dengan solusi ion cair umum. Studi tentang

polimer elektrolit dimulai pada tahun 1973 oleh Fenton. Namun teknologi ini

digunakan di awal 1980-an (Shriver DF 1995). Sejak itu, sejumlah besar sistem

elektrolit polimer telah disusun dan ditandai. sistem polimer elektrolit dibagi

menjadi dua kategori besar, yaitu, murni elektrolit padat polimer (SPE) dan sistem

elektrolit plasticized atau gel polimer (GPE).

2.2 Litium

Litium adalah suatuunsur kimia dalamtabel periodik yang memiliki

lambang Li dannomor atom 3.Unsur ini termasuk dalamlogam alkali dengan

warna putih perak. Dalam keadaanstandar, litium adalahlogampaling ringan

http://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkalihttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkalihttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia

8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

6/15

2

sekaligus unsur dengan densitas (massa jenis) paling kecil. Seperti logam-logam

alkali lainnya, litium sangat reaktif dan terkorosi dengan cepat dan menjadi hitam

di udara yanglembap. Oleh karena itu, logam litium biasanya disimpan dalam

wadah yang di isiminyak anhidrat. Menurut teorinya, litium (kebanyakan 7 Li)

adalah salah satu dari sedikit unsur yang disintesis dalam kejadianDentumanBesar walaupun kelimpahannya sudah jauh berkurang. Sebab-sebab

menghilangnya litium dan proses pembentukan litium yang baru menjadi topik

penting dalamastronomi. Litium adalah unsur ke-33 paling melimpah

dibumi, namun oleh karenareaktivitasnya yang sangat tinggi membuat unsur ini

hanya bisa ditemukan di alam dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain.

Litium ditemukan di beberapamineralpegmatit, namun juga bisa

didapatkan dariair asin danlempung. Pada skala komersial, logam litium

didapatkan denganelektrolisis dari campuranlitium klorida dankalium klorida.

Sekelumit litium terdapat dalamsamudera dan pada beberapa organisme

walaupun unsur ini tidak berguna pada fungsi biologis manusia. Walaupundemikian, efek neurologi dari ion litium Li+membuatgaram litium sangat

berguna sebagai obat penstabilan hati. Litium dan senyawa-senyawanya

mempunyai beberapa aplikasi komersial, meliput ikeramik dangelas tahan

panas,aloi dengan rasio kekuatan berbanding berat yang tinggi untukpesawat

terbang, dan baterai litium. Litium juga memiliki tempat yang penting

dalamfisika nuklir.

2.3 Sulfur

Sulfur merupakan elemen penting bagi semua kehidupan, dan secara luas

digunakan dalam proses biokimia. Dalam reaksi metabolik, senyawa sulfur

berfungsi sebagai bahan bakar baik dan pernafasan (oksigen-menggantikan) bahanuntuk organisme sederhana. Sulfur dalam bentuk organik hadir di biotin vitamin

dan tiamin. Unsur sulfur memiliki kapasitas teoritis lebih tinggi (1.672 mAhg-1)

dan energi spesifik (2600 Whkg-1) dan terdapat banyak di alam serta ramah

ligkungan. Belerang merupakan bagian penting dari banyak enzim dan juga dalam

molekul antioksidan seperti glutathione dan thioredoxin. Belerang organik terikat

adalah komponen dari semua protein, sebagai asam amino sistein dan metionin.

Ikatan disulfida sebagian besar bertanggung jawab untuk kekuatan mekanik dan

terpecahkannya keratin protein, yang ditemukan di kulit terluarnya, rambut, dan

bulu. sulfur.

2.4 Polimer Elektrolit padat dan kering

pada baterai Li / SDalam elektrolit polimer padat kering, polimer digunakan sebagai pelarut

yang solid bersama dengan garam litium dan tidak mengandung cairan organik.

Berdasarkan berat molekul (etilena oksida) (PEO) berbasis elektrolit polimer

padat merupakan polimer terbaik untuk digunakan karena daya solvasi,

kemampuan kompleksasi dan transportasi ion mereka mekanisme terhubung

langsung dengan garam alkali (Li +). Namun, konduktivitas ionik garam PEO-

lithium (LiX) elektrolit pada suhu kamar (10-7-10-6 S cm-1) tidak cukup tinggi

untuk aplikasi yang paling praktis. Untuk mengatasi masalah ini, upaya penelitian

yang konsisten telah dibuka untuk meningkatkan konduktivitas ionik PEO-LiX (X

= ClO4-, CF3SO3-, BF4-, PF6-, dll) elektrolit polimer padat Konduktivitas dapat

http://id.wikipedia.org/wiki/Korosihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lembaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Minyakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dentuman_Besarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dentuman_Besarhttp://id