4.4 Hasil Pengujian ChargeDischarge
Untuk mengetahui kapasitas discharge pada baterai LiFePO
4
maka dilakukan pengujian chargedischarge. Kapasitas yang dihasilkan dari pengujian ini
dinyatakan dalam satuan mAh. Dari kapasitas yang didapatkan, maka akan dibagi dengan massa material aktif tersebut. Ini dinyatakan dalam mAhgr yang disebut
spesifik kapasitas atau kapasitas energi. Pada pengujian ini baterai diberi arus 30 μA dan tegangan sebesar 2,5V – 3,5V dan data yang diambil adalah cycle ke-3.
Dimana satu kali cycleadalah sama dengan satu proses charge terjadinya reaksi oksidasi,dimana katoda melepaskan ion lithium dan elektron ke anoda dan satu
kali discharge terjadinya reaksi reduksi,dimana ion lithium dan elektron masuk ke katoda. Dari sini yang akan di analisa adalah tegangan dan kapasitas discharge
yang dialami oleh katoda LiFePO
4
, sehingga terbentuknya kurva tegangan V vs
kapasitas mAhg.
4.4.1 Analisa chargedischarge dengan variasi waktu pencampuran
Variasi waktu pencampuran pada saat pembuatan slurry yang ditunjukan pada Tabel 4.1, dari ketiga sampel nilai kapasitas discharge pada sampel dengan waktu
pencampuran selama 3 jam sampel 1 yaitu 2,53 mAhg yang merupakan kapasitas paling kecil pada variasi waktu pencampuran. Sementara pada sampel dengan
waktu pencampuran 5 jam sampel 2 didapatkan kapasitas discharge sebesar 3,23 mAhg dan pada sampel dengan waktu pencampuran selama 7 jam sampel 3
didapatkan kapasitas sebesar 3,74 mAhg.
Tabel 4.1 Kapasitas discharge untuk variasi waktu pencampuran
Waktu Pencampuran Kapasitas
mAhg
3 jam 2,53
5 jam 3,23
7 jam 3,74
Universitas Sumatera Utara
Pada saat waktu pencampuran 3 jam sampel 1 larutan yang dihasilkan tidak lebih homogen daripada waktu pencampuran 5 jam sampel 2 dan 7 jam
sampel 3. Ketidak homogenannya larutan disebabkan oleh waktu dan suhu pencampuran slurry pada variasi waktu pencampuran ini. Pada waktu pencampuran
selama 3 jam sampel 1 dengan suhu yang digunakan adalah suhu 29 C sampel 2,
DMAC yang berfungsi sebagai pelarut tidak terlalu panas untuk mecampur LiFePO
4
, Super P dan PVDF sehingga PVDF yang berfungsi sebagai perekat tidak terlarut dan mengakibatkan PVDF tidak mengikat LiFePO
4
dan Super P. Sementara pada waktu pencampuran selama 5 jam sampel 2 dan 7 jam sampel 3, lembaran
yang dihasilkan lebih homogen daripada waktu pencampuran 3 jam sampel 1. Hal ini dikarenakan, meskipun suhu pencampuran rendah 29
Waktu pencampuran saat pembuatan slurry mempengaruhi kehomogenan slurry, dimana semakin lama waktu pencampuransaat pembuatan slurry maka
semakin homogen slurry yang dihasilkan dan kualitas lembaran katoda yang didapatkan semakin baik sehingga kapasitas semakin tinggi. Grafik kapasitas
discharge untuk variasi waktu pencampuran ditunjukkan pada Gambar 4.5. C sampel 2 tetapi
waktu pencampuran lebih lama sehingga larutan yang dihasilkan lebih terlarut. Ketidak homogennanya slurry akan mengakibatkan terjadi aglomerasi pada
permukaan laminate tersebut yang menyebabkan menurunnya konduktivitas ion sehingga nilai kapasitas yang didapatkan rendah.
Gambar 4.5 Grafik tegangan vs kapasitas dischargea t
mix
= 3 jam, b t
mix
= 5
jam danc t
mix
= 7 jam
2,2 2,4
2,6 2,8
3 3,2
3,4 3,6
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
T egan
gan V
Kapasitas mAhg
Tegangan vs Kapasitas
tmix = 3 jam tmix = 5 jam
tmix = 7 jam
Universitas Sumatera Utara
4.4.2Analisa chargedischarge dengan variasi suhu pencampuran
Kapasitas discharge yang optimal pada variasi suhu pencampuran terdapat pada sampel dengan suhu pencampuran50
˚C sampel 4 yaitu 5,81 mAhg sedan gkan pada sampel dengan suhu pencampuran 29
˚C sampel 2 didapatkan kapasitas discharge terendah yaitu 3,23mAhg dan pada sampel dengan suhu pencampuran
60 ˚C sampel 5 didapatkan nilai kapasitas discharge sebesar 4,06 mAhg, Ini
ditunjukkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Kapasitas discharge untuk variasi suhu pencampuran
Suhu Pencampuran Kapasitas
mAhg
29 ˚C
3,23 50
˚C 5,81
60 ˚C
4,06
Pada suhu 29 C sampel 2 lembaran yang didapatkan merupakan lembaran
yang paling tidak optimal. Ini karena suhu 29 C sampel 2 tidak cukup panas untuk
mencampurkan LiFePO
4
, Super P dan PVDF dengan DMAC. Sehingga campuran yang dihasilkan kurang homogen. Sementara pada suhu 50
C sampel 4 lembaran yang dihasilkan lebih bagus dibandingkan suhu 60
C sampel 5. Ini dikarenakan DMAC yang digunakan pada suhu 50
C sampel 4 sama dengan DMAC yang digunakan pada suhu 60
C sampel 5 yaitu 20 mL. DMAC yang berfungsi sebagai pelarut pada saat suhu 50
C sampel 4 dapat melarutkan campuran LiFePO
4
, Super P dan PVDF dengan hasil yang maksimal. Sementara pada suhu 60
C sampel 5 larutan tersebut lebih panas sehingga DMAC lebih cepat menguap yang
menyebabkan slurry kekurangan DMAC. Hal ini dapat dilihat dari hasil SEM pada Gambar 4.4, sampel dengan suhu pencampuran 50
˚C sampel 4 laminatepada alumunium foil merekat dengan sempurna sehingga kapasitas yang didapat optimal.
Sementara pada sampel dengan suhu pencampuran 29 ˚C sampel 2
dan 60 ˚C
sampel 5 laminate tidak merekat pada alumunium foildan masih terdapat celah kecil yang mengindikasikan bahwa laminate belum merekat sempurna pada
alumunium foil. Jadi jika laminate tidak merekat pada alumunium foil maka
Universitas Sumatera Utara
laminate tersebut akan mudah rontok dan mengakibatkan nilai kapasitas yang didapatkan rendah ditunjukan dengan grafik pada Gambar 4.6 yang merupakan
grafik spesifik kapasitas pada variasi suhu pencampuran.
Gambar 4.6Grafik tegangan vs kapasitas discharge a T
mix
bT
= 29 ˚C,
mix
=50
˚C, c T
mix
= 60 ˚C
4.4.3Analisa chargedischarge dengan variasi suhu pengeringan
Tabel 4.3 Kapasitas discharge untuk variasi suhu pengeringan
Suhu Pengeringan Kapasitas
mAhg
80 ˚C
5,70 100
˚C 4,31
120 ˚C
4,06
Dari Tabel 4.3 dapat dilihat kapasitas discharge tertinggi terdapat pada sampel dengan suhu pengeringan 80
˚C sampel 6 yaitu 5,70 mAhg sementara pada sampel dengan suhu pengeringan 100
˚C sampel 7 kapasitas turun menjadi
2 2,2
2,4 2,6
2,8 3
3,2 3,4
3,6
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
4,5 5
5,5 6
T egan
gan V
Kapasitas mAhg
Tegangan vs Kapasitas
Series1 Tmix = 50
˚C Tmix = 60
˚C
Tmix = 29 ˚C
Universitas Sumatera Utara
4,31 mAhg dan pada sampel dengan suhu pengeringan 120 ˚C sampel 5 kapasitas
semakin turun yaitu 4,06 mAhg.
Gambar 4.10Grafik tegangan vs kapasitas discharge a T
dry
= 80
˚C, b T
dry
= 100
˚C danc T
dry
= 120 ˚C.
Pada variasi suhu pengeringan dengan suhu pengeringan 80 C sampel 6
lembaran yang didapatkan lebih bagus daripada suhu pengeringan 100 C sampel 7
dan 120 C sampel 5. Dapat dilihat pada Gambar 4.7. Ini karena pada suhu
pengeringan 100 C sampel 7 dan 120
C sampel 5, laminate pada lembaran terlalu kering yang menyebabkan ikatan antar permukaan partikel dan binder tidak
bagus sehingga lembaran katoda yang dihasilkan akan mudah terlepas dari alumunium foil dan kapasitas yang dihasilkan pun akan rendah. Tujuan dari
pengeringan lembaran katoda LiFePO
4
yaitu selain agar laminate pada lembaran katoda LiFePO
4
kering sempurna, tujuan lainnya adalah untuk menghilangkan DMAC yang masih terperangkap didalam laminate pada lembaran katoda tersebut.
DMAC hanya berfungsi sebagai pelarut saja pada saat pembuatan slurry dan pada saat dijadikan lembaran, DMAC harus dihilangkan dengan cara mengeringkan
laminate. Pada variasi suhu pengeringan, slurry dibuat dengan suhu 60 C sampel
5 selama 5 jam. Hal ini juga sudah sangat berpengaruh pada slurry yang dipanaskan dengan suhu 60
C sampel 5 selama 5 jam sehingga slurry kekurangan
2,2 2,4
2,6 2,8
3 3,2
3,4 3,6
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
4,5 5
5,5 6
T egan
gan V
Kapasitas mAhg
Tegangan vs Kapasitas
Tdry = 80 ˚C
Tdry = 100 ˚C
Tdry = 120 ˚C
Universitas Sumatera Utara
DMAC. Jadi pada saat slurry sudah dijadikan lembaran dan dikeringkan dengan suhu tinggi 100
C dan 120 C maka slurry yang kekurangan DMAC tersebut akan
membuat laminate pada lembaran menjadi terlalu kering sehingga mudah terlepas dari alumunium foil. Jika laminate pada lembaran mudah terlepas dari alumunium
foil, maka material aktif pada saat pembuatan baterai akan berkurang. Dan inilah yang menyebabkan baterai memiliki kapasitas yang rendah.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Kategori