JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 6, No. 2 (2017) 2337-3520 (2301-928X Print) C32 Abstrak—Pengaruh penambahan abu layang pada Solid Polymer Electrolyte (SPE) PEO (Poly Ethylene Oxide) dan garam LiClO 4 (Lithium Perchlorate) telah diteliti. Kristalinitas PEO berkurang secara signifikan karena penggabungan PEO-LiClO 4 -abu layang, yang diuji menggunakan X-Ray Diffraction (XRD). Interaksi ion- polimer, khususnya interaksi antara kation LiClO 4 -abu layang dengan atom eter oksigen dari PEO, telah dibuktikan dengan FTIR. Penambahan abu layang 5% meningkatkan nilai konduktivitas ionik SPE yaitu 1,730 x 10 -4 S/cm pada suhu 60 o C. Sedangkan nilai konduktivitas ionik PEO murni sebesar 7,859 x 10 -6 S/cm dan 6,863 x 10 -5 S/cm untuk PEO-LiClO 4 pada suhu yang sama. Hasil dalam penelitian ini menunjukkan bahwa SPE PEO dengan penambahan LiClO 4 dan abu layang merupakan salah satu material elektrolit untuk baterai ion lithium. Kata Kunci—Solid Polymer Electrolyte, Baterai ion lithium, Konduktivitas ionic, Pengisi, Abu layang. I. PENDAHULUAN ATERAI ion litium isi ulang (LIB) merupakan salah satu teknologi penyimpanan energi yang paling penting dan telah menjadi bagian yang tidak dapat terpisahkan dari kehidupan sehari-hari [1]. Baterai ion litium merupakan salah satu baterai yang paling dibutuhkan, karena dapat di charge ulang, ringan, tahan lama, aman penggunaannya dan mudah diolah dalam berbagai bentuk [2]. Salah satu insiden terbaru dalam penggunaan baterai ion litium yaitu kebakaran yang terjadi pada mobil listrik unit Tesla Model S dan pesawat Dreamliner Boeing 787. Sehingga dalam baterai lithium isi ulang kebijakan safety merupakan hal terpenting [3]. Solid Polymer Electrolyte (SPE) dianggap sebagai salah satu solusi yang layak untuk menjamin keamanan dalam baterai litium isi ulang daya tinggi [4]. SPE memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan elektrolit cair seperti tidak volatil, tidak mudah terbakar, mudah untuk diproses, stabilitas kimia dan elektrokimia yang baik [4][5][6][7]. Penelitian mengenai penambahan filler (pengisi) telah banyak dilakukan. Penelitian sebelumnya oleh Song dkk [8] dihasilkan konduktivitas sebesar 9,6×10 -4 S/cm dengan adanya penambahan pengisi SiO 2 sebanyak 5% pada PEO-AlCl 3 . Sementara Fullerton dkk [9] melaporkan dalam penelitiannya bahwa konduktivitas tertinggi diperoleh dengan penambahan Al 2 O 3 sebanyak 5% pada PEO-LiClO 4 . Fly ash (abu layang) dapat digunakan sebagai pengisi yang ditambahkan pada matriks polimer PEO dengan kompleks garam LiClO 4 . Abu layang adalah abu sisa pembakaran batu bara yang dipakai dalam banyak industri. Selama ini abu layang tidak dimanfaatkan dan dibuang begitu saja, sehingga memiliki potensi mencemari lingkungan. Abu layang terdiri dari bahan anorganik (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , dan CaO) yang terdapat di dalam batu bara yang telah mengalami fusi selama pembakarannya [10]. Abu layang akan digunakan untuk menggantikan peran SiO 2 dan Al 2 O 3 sebagai pengisi anorganik. Pada penelitian ini abu layang yang digunakan berasal dari PT. TJIWI KIMIA Sidoarjo dengan konsentrasi yang ditambahkan sebanyak 5% seperti optimasi yang pernah dilakukan pada penelitian diatas. II. METODE PENELITIAN A. Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gelas beaker, tabung reaksi, pipet ukur, pro pipet, spatula, kaca arloji, thermometer digital stick, magnetic stirrer, teflon petri dish, neraca analitik (Ohaus PA214), oven (Freas 605), XRD (Phillips X’Pert MPD), FTIR (Shimadzu), dan spektroskopi AC impedansi (Autolab ECl10M). Sedangkan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah PEO) Mw = 6 x 10 5 g mol -1 (Sigma Aldrich), garam LiClO 4 (Sigma Aldrich, 99,9%), asetonitril (Emsure Merck KGaA) dibeli dari Germany, dan abu layang dari PT.Tjiwi Kimia diambil dari kota Sidoarjo Indonesia. B. Sintesis Solid Polymer Electrolyte (SPE) SPE dibuat dengan tiga variasi yaitu PEO 100%, PEO- LiClO 4 10%, dan PEO-LiClO 4 10%-abu layang 5%, dilarutkan dalam asetonitril yang digunakan sebagai solvent untuk preparasi dari elektrolit polimer sebanyak 8 mL dan diaduk selama 6 jam untuk mendapat larutan homogen kental pada suhu 55 o C. Larutan tersebut kemudian dituangkan kedalam sebuah teflon petri dish (diameter 2 cm). Kemudian SPE dikeringkan di dalam oven pada suhu 55 o C selama 6 jam. Proses sintesis SPE dan skema interaksi antara PEO, LiClO 4 dan abu layang ditampilkan dalam Gambar 3.1 C. Karakterisasi FTIR Sampel digerus bersama-sama dengan suatu halida anorganik yang memiliki ikatan ionik sehingga tidak akan menyerap sinar inframerah karena tidak ada vibrasi molekul di dalamnya. Pada penelitian ini akan menggunakan senyawa KBr. Setelah digerus hingga bercampur sempurna, kemudian Studi Konduktivitas Solid Polymer Electrolyte (SPE) PEO (Poly Ethylene Oxide) dengan Fly ash dari PT. Tjiwi Kimia Sidoarjo Arlita Sandya Satya Wardhani, Yatim Lailun Ni’mah, dan Harmami Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail: yatimnikmah@gmail.com B brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by Jurnal Sains dan Seni ITS