Pembuatan Li Karakteristik elektrokimia

2.3. Baterai Lithium Titanium Oksida Li

4 Ti 5 O 12 Baterai dengan anoda lithium titanat telah dikenal sejak 1980-an. Li-titanate menggantikan grafit di anoda baterai lithium-ion yang khas dan bentuk-bentuk materi dalam struktur spinel. 2.3.1. Spinel Lithium Titanium Oksida 2.3.1.1. Gambaran struktural Spinel Lithium Titanium Oksida Li 4 Ti 5 O 12 digunakan sebagai anoda pada baterai ion lithium pada satu fase dalam sistem terner Li-Ti-O. Ini terdapat pada satu titik akhir yang berhubungan dengan fase spinel LiTi 2 O 4 . Dalam spinel Li 4 Ti 5 O 12 , 16 dari ion Ti disubstitusi oleh ion Li + . Dengan demikian, dalam notasi spinel, rumus empiris Li[Li 13 Ti 53 ]O 4 dimana kation dalam kurung merupakan kation pada situs oktahedral Harrison, 1985.

2.3.1.2. Pembuatan Li

4 Ti 5 O 12 LTO Banyak kelompok yang telah melaporkan produksi bahan ini. Pada intinya, dua rute telah dieksplorasi. Rute pertama adalah reaksi solid-state antara TiO 2 dan garam Li. Reaksi solid-state menggunakan campuran prekursor menyeluruh yang dipanaskan sampai sekitar 800 o C di udara selama 24 jam. Bahan yang dihasilkan adalah bubuk putih yang berstruktur spinel. Rute ini adalah yang paling mudah untuk produksi bahan ini dan ukuran partikel rata-rata produk tersebut dalam kisaran 5 sampai 10 mikron Peramunage, 1998 ; Wang, 1999 ; Zaghib, 1999. Rute kedua adalah metode sol-gel yang dilaporkan oleh Bach et al. Bach, 1998- 1999. Metode ini menggunakan Ti-isopropoxide dicampur dengan lithium asetat. Produk hasil hidrolisis Ti-isopropoxide berupa zat putih susu. Campuran ini dikeringkan dan dipanaskan sampai 500 o C di udara untuk membentuk bubuk spinel Simon, 2007. Universitas Sumatera Utara

2.3.1.3. Karakteristik elektrokimia

Li 4 Ti 5 O 12 biasanya digunakan sebagai elektroda anoda dan memiliki kapasitas teoritis 175 mAhg. Dengan menggunakan rumus empiris Li 4 Ti 5 O 12 , spinel ini dapat menerima hingga 3 mol atom Li untuk membentuk Li 7 Ti 5 O 12 pada charge . Penurunan ini reversibel setelah pengisian dan bahan teroksidasi kembali ke Li 4 Ti 5 O 12 . Persamaan 2.4 menggambarkan reaksi reduksi dan oksidasi Simon, 2007. Li 4 Ti 5 O 12 + 3Li + + 3e - ↔ Li 7 Ti 5 O 12 2.4 Kinerja elektrokimia bahan ini agak unik, jika dibandingkan dengan bahan interkalasi lainnya. Salah satu fitur uniknya adalah potensi datar sekitar 1.55 V vs logam Li lebih dari 90 untuk kapasitas saat interkalasi dan deinterkelasi ion Li + . Polarisasi juga kurang penting jika dibandingkan dengan elektroda oksida logam lainnya pada rapat arus yang sama. Hal ini diyakini bahwa rata-rata potensi region substansial terdiri dari dua tahap, yaitu Li 4 Ti 5 O 12 dan Li 7 Ti 5 O 12 , yang selalu hadir pada charge dan discharge Colbow, 1989 ; Ohzuku, 1995. Fitur unik yang lain adalah perubahan volume sangat kecil ketika material ion Li + ini mengalami interkalasi dan deinterkalasi sebagai sel discharge dan charge . Ohzuku, 1995

2.3.2. Keuntungan dan Kerugian anoda Li