BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Baterai Lithium
Baterai lithium secara teori adalah baterai yang digerakkan oleh ion lithium. Dalam kondisi discharge dan recharge baterai lithium bekerja menurut
fenomena interkalasi, dimana ion lithium melakukan migrasi dari katoda lewat elektrolit ke anoda atau sebaliknya tanpa terjadi perubahan struktur kristal dari
bahan katoda dan anoda. Proses perpindahan ion lithium dari katoda ke anoda dapat dilihat di Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Perpindahan ion lithium dari katoda ke anoda [46].
Interkalasi merupakan proses pelepasan ion lithium dari tempatnya di struktur kristal suatu bahan elektroda dan pemasukan ion lithium pada tempat di struktur
kirstal bahan elektroda yang lain. Proses terjadinya interkalasi dapat digambarkan dalam Gambar 2.2.
Gambar 2.2.Proses interkalasi dalam beberapa fase.
Sehingga keunggulan bahan anoda dan katoda terletak pada stabilitas Kristal dalam proses interkalasi. Sehingga bahan elektroda harus mempunyai tempat bagi
perpindahan ion lithium yang sering disebut host.Oleh karena itu bahan elektroda harus mempunyai struktur host.Pada umumnya bahan mempunyai tiga kategori
model dalam melakukan interkalasi yang bergantung pada bentuk host strukturnya, yaitu interkalasi dalam satu dimensi, dua dimensi dan tiga dimensi,
seperti tergambar di Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Tiga model host dari bahan katoda dan anoda
Sel baterai lithium yang dibuat dalam rangkaian penelitian ini telah memilih menggunakan lithium mangan oxide sebagai katoda dan grafit sebagai anoda,
sedang lithium titanium alumunium posfat LTAP sebagai elektrolitnya. Lithium mangan oxide mempunyai host interkalasi dalam tiga dimensi. Grafit mempunyai
host interkalasi satu dimensi. Prihandoko. Bambang, 2008
2.2. Bahan Elektroda 2.2.1. Lithium Mangan Oksida
Kebanyakan baterai lithium yang sudah diproduksi di pasaran masih banyak menggunakan LiCoO
2
dan LiNiO
2
sebagai katodanya.Namun bahan Cobalt dan Nikel cukup mahal. Dalam pencarian baterai lithium yang murah,
bahan katoda yang murah dari segi bahan dasar dan proses pembuatan menjadi salah satu penyelesaiannya. Li
x
Mn
2
O
4
yang juga dikenal sebagai bahan katoda akan menjadi alternatif jawaban. Li
x
Mn
2
O
4
mempunyai keunggulan lain dengan struktur spinel yang cukup stabil dalam proses interkalasi. Sebagaimana diketahui
bahwa Li
x
Mn
2
O
4
mempunyai struktur spinel yang tergambar di Gambar 2.4.
Gambar 2.4 skematis struktur spinel Li
x
Mn
2
O
4
Bahan berstruktur spinel mempunyai komposisi pada umumnya sebagai berikut: MeIIMeIII
2
O
4
Dalam struktur spinel normal susunan atom oksigen membentuk kubus dengan susunan rapat. Seperdelapan dari tempat tetrahedaral terbentuk dalam
lapisan susunan rapat dari ion O2- diisi oleh ion metal bervalensi 2 dan setengahdari octahedral diisi oleh metal ion bervalensi 3. Sedang di dalam bahan
LixMn2O4 tempat ion metal bervalensi 2 diduduki oleh ion lithium bervalensi 1 dantempat ion metal bervalensi 3 diduduki oleh ion mangan dengan dua
macamvalensi, yaitu 3+ dan 4+. Rumus komposisi spinel Lix Mn2O4 adalah :
Li
x
[Mn
3+
]
x
[Mn
4+
]
2-x
O
4
Susunan atom oksigen dan octahedral mangaan membentuk sebuah spinelframework dalam spinel Lix Mn2O4, seperti terlihat di gambar 1b. Hal
inimembuat gerak ion lithium dalam proses interkalasi menjadi bebas dalam tigademensi. Dan framework ini cukup stabil ketika ion lithium berpindah-
pindahdalam proses interkalasi.
2.2.2. Grafit
Anoda yang dipilih dalam percobaan ini adalah grafit.Dengan Kristal strukturnya yang hexagonal.Grafit mempunyai kemampuan yang cukup tinggi
dalam perannya sebagai anoda dan lebih baik dibandingkan dengan logam lithium.Selain itu grafit merupakan bahan alam yang cukup murah.
2.3 Elekktrolit
Kategori