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
Pengujian chargedischarge dilakukan untuk mengetahui kemampuan suatu baterai dalam menyimpan energi. Kapasitas energi dinyatakan dalam satuan
mAhgram atau Ahgram. Pengujian charge-discharge dilakukan dengan menggunakan alat WBCS 3000, Automatic Battery Cycler Ver. 3.2. Pada
pengujian charge-discharge terjadi proses mekanisme reaksi baterai ion lithium dimana pada saat charging di anoda, ion lithium berinterkalasi masuk ke
anoda sedangkan saat proses discharging terjadi de-interkalasi ion lithium yang artinya ion lithium keluar dari anoda
Kapasitas baterai adalah banyaknya muatan yang tersimpan dalam sel baterai, yang ditentukan dengan adanya massa material aktif didalamnya.
Kapasitas menggambarkan sejumlah energi maksimum yang dapat dikeluarkan dari sebuah baterai dengan kondisi tertentu. Hasil perhitungan charge-
discharge ditentukan dengan membagi kapasitas baterai dengan waktu yang
Universitas Sumatera Utara
dibutuhkan untuk proses charge-discharge pada baterai. Dalam uji kapasitas setengah sel Li
4
Ti
5
O
12
bertindak sebagai katoda yang dipasangkan dengan lithium metal bertindak sebagai anoda. Kapasitas charge-discharge pada lembaran anoda
Li
4
Ti
5
O
12
dapat dilihat pada Gambar 4.6.
a b
c
Gambar 4.6 Grafik hasil pengujian chargedischarge pada sampel a M-1, b M-2 dan c M-4
Dari Gambar 4.6 dapat kita peroleh nilai kapasitas spesifik dan tegangan polarisasi masing-masing sampel dan ditunjukkan pada Tabel 4.4. Berdasarkan
pada Gambar 4.4 yang menunjukkan kapasitas spesifik yang paling rendah dimiliki oleh sampel M-
4 120 m yaitu sebesar 104,4 mAhg, sedangkan pada sampel M-
1 50 m dan M-2 80 m kapasitasnya lebih besar yaitu 146,6 dan 107,18 mAhg. Kapasitas yang dihasilkan pada pengujian ini jauh dari kapasitas
secara teoritis yaitu sebesar 175 mAhg, karena material aktif yang dihasilkan bukan hanya fasa tunggal melainkan adanya impuritispengotor. Oleh karena itu,
semakin tebal lapisan lembaran maka kapasitas spesifik semakin kecil karena konduktivitasnya semakin kecil dan proses interkalasi lambat. Semakin tebal
Universitas Sumatera Utara
lapisan maka tegangan polarisasi semakin besar karena massa Li
4
Ti
5
O
12
semakin banyak sehingga dibutuhkan energi aktivasi yang lebih besar namun
perubahannya tidak signifikan. Jika dibandingkan dengan tegangan polarisasi pada CV Tabel 4.3 maka tegangan polarisasi dari CD Tabel 4.4. jauh lebih
kecil daripada tegangan polarisasi CV karena scan rate pada CV 0,4 C lebih besar daripada scan rate CD 0,1 C.
Tabel 4.4 Data hasil analisis ChargeDischarge pada Li
4
Ti
5
O
12
Sampel Kapasitas mAhg
V
oksidasi
V V
reduksi
V V
polarisasi
mV Charge Discharge
M-1 146.6
146,09 1,580
1,546 34
M-2 107.18
108.25 1,592
1,535 57
M-4 104.4
104.07 1,593
1,534 59
Dari grafik CVCD dapat kita peroleh pengaruh ketebalan lapisan material aktif terhadap Energy Density dan Power Density ditunjukkan pada Gambar 4.7 dan
Gambar 4.8.
Gambar 4.7 Grafik pengaruh ketebalan lapisan terhadap energi density
M-1 M-2
M-4
Ketebalan Lembaran En
e rg
i De
n si
ty Wh
kg
Universitas Sumatera Utara
Energy density diperoleh dari perkalian antara kapasitas spesifik discharge dengan tegangan kerja. Dari Gambar 4.7 dijelaskan bahwa lapisan material aktif
yang banyak menyebabkan energy density menurun karena jumlah pada bahan material aktif yang besar sehingga meningkatkan jarak difusi ion lithium panjang.
Gambar 4.8 Grafik pengaruh ketebalan lapisan terhadap power density
Power density diperoleh dari perkalian antara arus oksidasi spesifik dengan tegangan kerja. Dari Gambar 4.8 terlihat bahwa lapisan material aktif yang banyak
menyebabkan Power Density cenderung menurun, karena jarak difusi ion lithium semakin panjang.
4.5 Perbandingan hasil pengujian terkait dengan penelitian
