tebal lapisan akan meningkatkan jarak tempuh elektron dan jarak difusi ion lithium dalam lembaran anoda Li
4
Ti
5
O
12
semakin jauh. Hasil perhitungan konduktivitas ionik pada sel setengah baterai lebih kecil daripada konduktivitas
lembaran. Hal ini menunjukkan bahwa konduktivitas ionik sangat berperan dalam performa elektrokimia sel setengah baterai ion lithium.
4.3 Analisa Cyclic Voltammetry CV
Pada pengujian ini menggunakan alat WBCS 3000, Automatic Battery Cycler Ver. 3.2. Data-data yang diperoleh dari pengujian cyclic voltammetry berupa
kurva potensial V – arus A.
Pada saat proses discharging terjadi reaksi oksidasi pada anoda dan reaksi reduksi pada katoda yaitu :
Anoda : 3Li 3Li
+
+ 3e
-
4.1 Katoda
: Li
4
Ti
5
O
12
+ 3Li
+
+ 3e
-
Li
7
Ti
5
O
12
Sedangkan saat charging terjadi reaksi reduksi pada anoda dan reaksi oksidasi pada katoda yaitu :
Katoda : Li
7
Ti
5
O
12
Li
4
Ti
5
O
12
+ 3Li
+
+ 3e
-
4.2 Anoda
: 3Li
+
+ 3e
-
3Li
Pada pengujian cyclic voltammetry, Li
4
Ti
5
O
12
berperan sebagai katoda yang dipasangkan dengan lithium metal yang berperan sebagai anoda karena memiliki
tegangan yang lebih rendah. Pada saat discharging terjadi proses interkalasi yaitu ion lithium bergerak dari anoda metal lithium ke katoda Li
4
Ti
5
O
12
atau disebut juga proses reduksi. Sebaliknya pada saat charging terjadi proses de-interkalasi
yaitu ion lithium bergerak dari katoda Li
4
Ti
5
O
12
ke anoda metal lithium atau disebut juga proses oksidasi.
Sampel yang diuji dengan kecepatan scan rate 160 uVs. Grafik voltamogram siklik yang dihasilkan merupakan kurva antara arus sumbu y
dan potensial sumbu x. Saat variasi potensial linear terhadap waktu, sumbu X dapat dianggap sebagai sumbu waktu, seperti Gambar 4.5.
Universitas Sumatera Utara
a b
c
Gambar 4.5 Grafik siklik voltametri Li
4
Ti
5
O
12
pada sampel M-1, M-2 dan M-4
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa pada sampel M-1 terdapat puncak redoks yang mengindikasikan bahwa ion lithium berinterkalasi dan de-interkalasi
dengan baik, yaitu puncak oksidasi pada tegangan dan arus 1,736 V dan 1,82 mA, puncak reduksi pada tegangan 1,445 V dan 0,786 mA. Pada sampel M-2 terdapat
puncak oksidasi pada tegangan dan arus 1,763 V dan 2,88 mA, puncak reduksi pada tegangan dan arus 1,426 V dan 1,437 mA. Pada sampel M-4 terdapat puncak
oksidasi pada tegangan dan arus 1,769 V dan 2,59 mA, puncak reduksi pada tegangan dan arus 1,369 V dan 1,194 mA. Pada ketebalan sampel M-1 50 µm
dan sampel M-2 80 µm menampakkan grafik CV yang baik dimana puncak oksidasi dan reduksi yang tajam dan sempit sehingga proses interkalasi dan de-
interkalasi cepat. Sedangkan pada ketebalan sampel M-4 120 µm menampakkan hasil grafik CV yang tidak baik dimana puncak oksidasi dan reduksi tidak tajam
dan tidak sempit sehingga proses interkalasi dan de-interkalasi lambat. Penurunan nilai V
oksidasi
dan V
reduksi
yang significant menunjukkan terjadinya loss capacity.
Universitas Sumatera Utara
Hasil pengujian CV hanya menunjukkan puncak reduksi-oksidasi untuk fasa Li
4
Ti
5
O
12
saja, sedangkan fasa TiO
2
tidak terlihat karena disebabkan oleh proses pengukuran CV dilakukan dengan scan rate yang tinggi. Hasil perhitungan siklik
voltametri ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data kapasitas spesifik dan tegangan polarisasi pada lembaran Li
4
Ti
5
O
12
Sampel Kapasitas Spesifik mAhgr
V
oksidasi
V V
reduksi
V V
kerja
V V
polarisasi
mV M-1
167,4 ; -182,55 1,736
1,445 1,590 291
M-2 135,6 ; -143,73
1,763 1,426
1,594 337
M-4 121,89 ; -119,26
1,769 1,369
1,569 400
Pada Tabel 4.3 tegangan polarisasi yang paling rendah yaitu pada sampel M-1 sebesar 291 mV dengan kapasitas spesifik 167,4 mAhgr. Tegangan polarisasi
yang semakin rendah maka akan meningkatkan efektivitas energi pada saat proses charge- discharge
dan kapasitas spesifik semakin tinggi.
4.4 Analisa ChargeDischarge CD
