dari anoda ke katoda melalui elektrolit, elektron mengalir dari anoda ke katoda dan arus mengalir dari katoda ke anoda. Reaksi kimia dari proses charging dan
discharging dapat dituliskan sebagai berikut: Reaksi kimia pada proses charging:
Elektroda positif + : LiMn
y
O
z
nLi
+1
+ Li
x-n
Mn
y
O
z
+ ne Elektroda negatif - : nLi
-1 +1
+ C + ne
-1
Li
n
Reaksi Keseluruhan : LiMn
C
y
O
z
+ C
Li
x-n
Mn
y
O
z
+ Li
n
C
Elektroda positif + : nLi Reaksi kimia pada proses discharging:
+1
+ Li
x-n
Mn
y
O
z
+ ne
-1
LiMn
y
O Elektroda negatif - : Li
z n
C nLi
+1
+ C + ne Reaksi Keseluruhan : Li
-1 x-n
Mn
y
O
z
+ Li
n
C LiMn
y
O
z
+ C
2.6 Proses Interkalasi
Sel baterai litium mempunyai tiga komponen penting yaitu katoda, anoda, dan elektrolit. Baterai litium bekerja menurut fenomena interkalasi, dimana litium ion
yang bergerak sebagai penghantar dapat melakukan migrasi perpindahan dari katoda melewati elektrolit ke anoda tanpa terjadi perubahan struktur kristal dari bahan
katoda ke anoda. Interkalasi merupakan proses pelepasan ion lithium dari tempatnya di struktur
kristal suatu bahan elektroda dan pemasukan ion lithium pada tempatnya di struktur kirstal bahan elektroda yang lain. Proses terjadinya interkalasi dapat digambarkan
dalam Gambar 2.7.
Gambar 2.7 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
Universitas Sumatera Utara
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 2.8. Lithium mangan oksida mempunyai host interkalasi dalam tiga dimensi Prihandoko, 2008.
Gambar 2.8 Tiga model host dari bahan katoda dan anoda
2.7 Material Katoda
Material katoda harus memenuhi karakter sebagai bahan yang mempunyai host agar proses interkalasi bias berlangsung dengan baik. Ada banyak bahan katoda
yang sudah diteliti. Baterai lithium rechargeable di pasaran menggunakan bahan katoda anatara lain dari jenis lithium nikel oksida, lithium kobalt oksida, dan lithium
mangan oksida. Adapun perbandingan antara bahan penyusun sebuah katoda baterai dilihat
dari asspek ekologi dan ekonomi dapat dilihat dibawah ini. Katoda:
- Mn
2
O
4
- NiO spinel
Murah, tidak beracun, rapat energi tinggi
2
- CoO layered
Mahal, beracun, rapat energi rendah
2
- Rutile layered Murah, tidak beracun, rapat energi rendah
layered Mahal, beracun, rapat energi rendah
- Anatase layered Murah, tidak beracun, rapat energi rendah
- V
2
O
5
Bahan mangan oksida Mn layered
Beracun
2
O
4
merupakan bahan yang sering digunakan sebagai bahan penyusun katoda baterai lithium LiMn
2
O
4
karena murah, ramah
Universitas Sumatera Utara
lingkungan, serta rapat energi yang tinggi. Selain itu lithium mangan oksida mempunyai host dalam tiga dimensi, sehingga arah kristal yang bersinggungan antar
butir tidak banyak mempengaruhi Najmuddin, 2005.
2.8 Metalik Lithium
