Baterai ion litium merupakan jenis baterai yang paling banyak digunakan. Pengembangan teknologi baterai ion litium terus berkembang dan berfokus pada peningkatan kinerja, keamanan, dan stabilitas termal dari material elektrolit. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan mengembangkan material elektrolit padat untuk meningkatkan performa dan keamanan baterai ion litium. Pada penelitian ini telah berhasil dilakukan sintesis Carboxymethyl Cellulose (CMC) dari TKKS dan fabrikasi membran PVDF/CMC/LiAc terplastisasi 1-etil-3-metilimidazolium bromide [EMIm](Br) menggunakan metode immersion precipitation. Analisis FTIR CMC hasil sintesis menunjukkan adanya puncak dari gugus fungsi C=O/COO-, -CH2 bending, dan C-O yang menunjukkan keberhasilan sintesis CMC. Analisis spektroskopi ATR-FTIR dan XRD dari membran menunjukkan keberhasilan pembuatan membran komposit yang bercampur dengan baik, ditunjukkan dengan terbentuknya polimorf dari Poly(vinylidene) Fluoride (PVDF), munculnya gugus fungsi C=O, C-O-C, dan O-H, serta menurunnya kristalinitas dari membran komposit setelah penambahan CMC, LiAc, maupun [EMIm](Br). Hasil analisis TGA, menunjukkan kestabilan termal paling baik dimiliki oleh membran PCLI4 dengan suhu degradasi pertama mencapai 453 ℃. Morfologi yang dihasilkan dari semua membran adalah struktur sponge-like, serta penambahan LiAc dan [EMIm](Br) menghasilkan pori yang cukup besar, sekitar 5,38 μm dan 6,59 μm yang dapat membantu transpor ion litium. Penambahan [EMIm](Br) juga berdampak pada peningkatan konduktivitas ion dari Polimer Elektrolit Padat (PEP), Dimana membran PCLI4 memiliki konduktivitas ion mencapai 10-4 S.cm-1. Hasil dari penelitian ini mengindikasikan bahwa PEP PVDF/CMC/LiAc terplastisasi [EMIm](Br) dapat meningkatkan kinerja dan keamanan baterai ion litium untuk aplikasi penyimpanan energi.