Pentingnya Plastik untuk Fungsi Penyimpanan Energi Baterai

Elektroda dalam baterai harus diisolasi satu sama lain untuk menghindari korsleting. Untuk tujuan ini, pelapis yang terbuat dari polimer seperti polivinilidena fluorida (PVDF) atau polietilena (PE) sering digunakan. Bahan-bahan ini bersifat isolasi listrik dan memiliki ketahanan kimia yang tinggi untuk melindungi elektroda dari korosi, misalnya, yang disebabkan oleh elektrolit.

Pengikat membantu menyatukan bahan aktif (seperti oksida logam atau grafit) dalam elektroda untuk memastikan integritas dan stabilitas selama siklus. Pada baterai lithium-ion dan sel bahan bakar, PVDF sering digunakan karena memiliki daya rekat yang baik pada elektroda serta kekuatan mekanik yang tinggi bahkan pada suhu tinggi. Dalam sel bahan bakar, polytetrafluoroethylene (PTFE) dan polifenilena oksida (PPO) juga digunakan karena koefisien gesekannya yang rendah. Pada baterai aliran redoks, poliakrilonitril (PAN) digunakan karena tidak hanya berkontribusi pada daya rekat yang baik tetapi juga pada stabilisasi elektroda.

Pemisah adalah film atau membran yang ditempatkan di antara elektroda dalam baterai untuk mencegah korsleting. Mereka harus memiliki permeabilitas yang tinggi agar ion dapat mengalir ke elektrolit tetapi kedap terhadap elektron. Film plastik yang diekstrusi yang terbuat dari polipropilena (PP) atau polietilena (PE) sering digunakan untuk tujuan ini, yang memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan sifat insulasi yang baik, sekaligus memberikan insulasi yang efektif terhadap elektron. Dalam proses kering, PVDF diaplikasikan sebagai pelapis pada kain bukan tenunan yang terbuat dari serat sintetis dan dilelehkan serta ditekan di bawah tekanan pada suhu tinggi. Selain proses kering, polisulfon (PS) ikut berperan dalam proses basah, di mana larutan diaplikasikan pada kain bukan tenunan plastik. Proses basah menghasilkan pemisah dengan porositas yang lebih tinggi dan ukuran serta distribusi pori-pori yang lebih homogen. Pemisah ini juga lebih tipis tetapi kurang kuat daripada pemisah yang dihasilkan oleh proses kering.

Casing baterai harus memberikan stabilitas mekanis dan isolasi listrik untuk melindungi elektroda dan elektrolit. Plastik seperti akrilonitril-butadiena-stirena (ABS) atau polikarbonat (PC) sering digunakan di sini karena memiliki kekuatan dan ketahanan benturan yang tinggi serta melindungi baterai dari kerusakan yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan atau medan listrik.

Dalam sel bahan bakar, ionomer perfluorinasi diaplikasikan sebagai membran penukar proton (PEM). Plastik ini memiliki konduktivitas proton yang tinggi dan stabilitas kimia dan termal yang baik, sehingga cocok untuk digunakan dalam sel bahan bakar. PEM harus memiliki permeabilitas gas yang tinggi yang memungkinkan pengangkutan oksigen dan hidrogen. Pada baterai aliran redoks, membran penukar ion yang terbuat dari polisulfon atau polivinil klorida (PVC) digunakan. Plastik ini memiliki kapasitas pertukaran ion yang baik dan stabilitas kimia yang tinggi, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam elektrolit yang agresif. Membran juga harus memiliki kekuatan mekanik yang tinggi untuk menahan aliran cairan dalam baterai. Perbedaan yang signifikan antara membran di kedua aplikasi adalah fungsinya. Dalam sel bahan bakar, PEM berfungsi sebagai membran elektrolitik, memisahkan anoda dan katoda dan memungkinkan aliran proton untuk memungkinkan aliran arus listrik. Pada baterai aliran redoks, membran penukar ion memisahkan larutan elektrolit dan memungkinkan aliran ion di antara dua elektroda.