Pengaruh Pelapisan Karbon pada Bahan Aktif Anoda Na2Li2Ti6O14
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
ANDI MULYA
120801021
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat
mencapai gelar sarjana Sains
ANDI MULYA
120801021
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF ANODA
Na2Li2Ti6O14
OLEH :
ANDI MULYA
NIM : 120801021
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Bambang Prihandoko
Dr. Kerista Sebayang, M.S
M.T
NIP: 195806231986011001
NIP: 196512251987011001
Diketahui Oleh :
Departemen Fisika FMIPA USU
Pusat Penelitian Fisika-LIPI
Ketua,
Kepala,
Dr. Marhaposan Situmorang
Dr. Bambang Widiyatmoko, M, Eng.
NIP: 195510301980031003
NIP: 196204301989031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pengaruh Pelapisan Karbon pada
Bahan Aktif Anoda Na2 Li2Ti6O14
Kategori
: Skripsi
Nama
: Andi Mulya
NomorIndukMahasiswa
: 120801021
Program studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Disetujuidi :
Medan, Juni 2016
DisetejuiOleh
Pembimbing,
DepartemenFisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. KeristaSebayang, M.S
NIP : 195806231986011001
Dr. MarhaposanSitumorang
NIP : 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2016
ANDI MULYA
120801021
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulliah, ucapan syukur yang tak terkira kepada yang pecipta alam semesta.
Allah SWT yang telah memberikan begitu banyak kenikmatan berupa Iman dan
Islam. Shalawat beriringkan salam ditunjukan kepada baginda Rasulullah saw
yang memiliki peranan besar dalam peradapan dunia dan menjadi tauladan paling
sempurna hingga saat ini.
Terwujudnya skripsi ini tidak lepas dari partisipasi dan bantuan dari berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang setulustulusnya kepada :
1. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika & Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, serta selaku pembimbing
di Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan masukan dan
arahan dalam menyelesaikan skripsi.
2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Universitas
Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris
Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar
beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan
fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.
3. Dr. Bambang Prihandoko, selaku komisi pembimbing di Pusat Penelitian
Fisika LIPI, yang telah memberikan banyak pengetahuan dan selalu sabar
dalam membimbing penulis selama penelitian.
4. Prof. Dr. T. Sembiring, M.Sc, Dr. Kurnia Sembring, MS, Drs.
Achiruddin,MS selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran
yang membuat skripsi ini lebih baik.
5. Orang Tua tercinta; Ayahanda Karmin, Ibunda Sulastri, untuk doa,
dukungan baik secara moril dan finansial, kasih sayang, perhatian,
kesabaran, motivasi dan nasehat. Terima kasih telah memberikan warna
yang sangat indah dalam hidup ini.
6. Teman-teman yang luar biasa : Rahmad Saleh Nasution, Muhammad
Balyan, Muhammad Iqbal, Indah Juriani, Devi Handayani Safitri,
Universitas Sumatera Utara
Giassanistya Fadilah Marpaung, Eva Wahyuni Harahap, Fatimah Marwa
Nasution, Dina Anggriani. Terima kasih atas kebersamaan yang telah
diberikan selama perkuliahan.
7. Teman-teman satu bimbingan selama di Pusat Penelitian Fisika LIPI yang
telah membantu peneliti dalam menjalani penelitian : Kana cicik.
8. Teman-teman seperjuangan : Rahmad Saleh Nasution, Firman Lamsyah,
Rizuriniko Saragih, Muhammad Taufik, Indah Juriani, Devi Handayani
Saftri, Giassanistya Fadilah Marpaung, Mia Aulia Dhika dan Elisabet
Fransiska Sinaga. Terima kasih atas kebersamaan yang telah diberikan
baik dalam suka maupun duka selama menjalani penelitian.
Atas kesadaran dan keterbatasan diri, masukan dan pengembangan lanjutan
akan hasil penelitian ini diharapkan hadir sebagai proses perkembanagan ilmu
pengetahuan. Harapan yang sederhana, semoga banyak manfaat yang didapat
dari tulisan ini.
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BHAN AKTIF ANODA
Na2Li2Ti6O14
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan sintesis bahan : LiOH.H2O, TiO2 dan
Na2CO3 untuk mengetahui pengaruh pelapisan bahan karbon pada bahan aktif
anoda Na2Li2Ti6O14. Dengan metode metalurgi serbuk pada kalsinasi 700 oC
selama 2 jam dan di sintering 800 oC. Kemudian dilakukan coating dengan
tapioka dan asam asetat dengan perbandingan bahan 12:1, 10:1, 8:1 melaui proses
pirolisa dengan carbon natrium.untuk menentukan pengaruh pelapisan dalam
performa elektrokimia sel baterai Na 2Li2Ti6O14. Pengujian yang dilakukan yaitu
analisa fasa dan struktur kristal menggunakan XRD, mengetahui konduktivitas
menggunakan EIS, mengetahui reaksi redoks menggunakan CV, dan mengetahui
kapasitas menggunakan CD. Analisa XRD dihasilkan fasa yang terbentuk adalah
lithium sodium titanium oxide dengan rumus kimia (NaLiTi3O7) dan fasa
rutyl,syn dengan rumus kimia (TiO2) sebanyak 96 % dan 4 %. Hasil EIS
menunjukkan konduktivitas yang tertinggi adalah pada 12:1 konduktivitas
terendah adalah tanpa coating, kemudian hasil yang ditunjukan pada sampel CV
12:1, 10:1, 8:1 dan non coating puncak oksidasi/reduksi yang memilki terbaik
adalah 10:1, dan kapasitas terbaik pada sampel 12:1 dengan kapasitas charge
101,7 mAh/g dan kapasitas discharge 60,9 mAh/g.
Kata kunci : Metalurgi serbuk, kalsinasi, sintering, proses pirolisa, konduktivitas.
Universitas Sumatera Utara
THE INFLUENCE OF THE CARBON COATING ON THE ANODE ACTIVE
MATERIAL Na2Li2Ti6O14
ABSTRACT
Research the influence of the carbon coating on the anode active material
material Na 2Li2Ti6O14 has been conducted synthesis manufacturing materials:
LiOH.H2O, TiO2 and Na 2CO3 to know influence of coating materials on carbon
anode Na 2Li2Ti6O14 active ingredients. Powder metallurgy methods on kalsinasi
700 oC for 2 hours in sintering and 800 °C. Then done coating with tapioca and
acetic acid with comparative ingredients. 12:1, 10:1, 8:1 via the process of
pyrolysis carbon with sodium. to determine the influence of the coating in an
electrochemical cell Na 2Li2Ti6O14 battery performance. Testing done i.e. the
phase analysis and crystal structure using XRD, knowing the conductivity using
EIS, knows the redox reactions using the CV, and knowing the capacity of using
the CD. XRD analysis generated by the phase is lithium sodium titanium oxide
chemical formula (NaLiTi3O7) and phase rutyl, syn with the chemical formula
(TiO2) as many as 96% and 4%. The results of the EIS shows the highest
conductivity was at 12:1 is the lowest conductivity without the coating, then the
results are shown on a sample CV 12:1, 10:1, 8:1 and non oxidation/reduction of
peak coating that has best is 10:1, and the best capacity on samples of 12:1 with a
capacity charge 101.7 mAh/g and a discharge capacity 60.9 mAh/g.
Keyword : kalsinasi, metallurgy, sintering, the process of pyrolysis, conductivity.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
I
Lembar Pengesahan
Persetujuan
Ii
Pernyataan
Iii
Penghargaan
Iv
Abstrak
Vi
Abstract
Vii
Daftar Isi
Viii
Daftar Tabel
Xi
Daftar Gambar
Xii
Daftar Lampiran
Xiii
BAB 1. Pendahuluan
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Rumusan Masalah
3
1.3.Tujuan Penelitian
4
1.4.Manfaat Penelitian
4
1.5.Batasan Masalah
4
1.6.Sistematika Penulisan
5
BAB 2. Tinjauan Pustaka
6
2.1. Baterai
6
2.1.1. Pengertian Baterai
7
2.1.2. Pengoprasian Baterai
2.1.3. Komponen dalam Lembaran Elektroda
10
10
2.2. Baterai Ion Lithium
2.2.1. Spesifikasi Kimia Baterai Ion Lithium
11
2.2.2. Katoda (elektroda positif)
13
2.2.3. Elelektrolit
13
2.2.4. Anoda
14
2.3. Grafit sebagai anoda
14
2.4. Li2Ti5O12 sebagai Anoda
14
Universitas Sumatera Utara
2.5. SEI sebagai Anoda
15
2.6. Lithium Titanate
16
2.7. Proses Pembuatan
17
2.7.1. Proses Metalurgi Serbuk
17
2.7.2. Proses Pirolisa
18
2.7.3. Kalsinasi
18
2.7.4. Sitering
19
20
2.8. Karakterisasi
2.8.1. Karaterisasi X-Ray Diffraction
20
2.8.2. Karakterisasi Electrochemical Impedance
20
Spectroscopy.
2.8.3. Karakterisasi Cyclic Voltammetry
21
2.8.4. Karakterisasi Kapasitas baterai
22
(Charge/Discharge)
BAB 3. Metodologi Penelitian
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
23
3.2. Bahan dan Peralatan Penelitian
23
3.2.1. Bahan
23
3.2.2. Peralatan Penelitian
23
25
3.3. Perhitungan Massa Bahan
3.3.1. Pembuatan Material Anoda Na2Li2Ti6O14
25
3.3.2. Pembuatan Lembaran Anoda Na2Li2Ti6O14
25
26
3.4. Tahapan penelitian
3.4.1. Pembuatan Material Anoda Na2Li2Ti6O14
26
3.4.2. Pembuatan Lembaran Anoda Na2 Li2Ti6O14
27
3.5. Prosedur Penelitian
28
3.6. Karakterisasi
30
3.6.1. Karakterisasi X-Ray Diffraction
30
3.6.2. Karakterisasi Electrochemichal Impedance
31
Spectroscopy
31
3.6.3. Karakterisasi Cyclic Voltammetry
Universitas Sumatera Utara
31
3.6.4. Karakterisasi Charge/Discharge
BAB 4. Hasil dan Pembahasaan
4.1. Karakteristik Material Anoda Na2Li2Ti6O14
4.1.1. Analisa Fasa dan Struktur Kristal Na2Li2Ti6O14
32
32
menggunakan XRD
4.2. Karakterisasi Sel terhadap Lembaran Na 2Li2Ti6O14
4.2.1. Analisa EIS (Electrochemical Impedance
34
35
Spectroscopy)
4.2.2. Analisa Elektkimia dengan CV (Cyclic
38
Voltammetry)
4.2.3. Analisa CD (Charge Discharge)
39
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
41
5.2. Saran
41
Daftar Pustaka
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
3.1
Perbandingan komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
25
material anoda
3.2
Perbandingan Komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
25
lembaran anoda
3.3
Komposisi bahan NaLiTi3O
28
4.1
34
4.2
Hasil analisis struktur kristal (parameter kisi) NaLiTi3O7 dan
TiO2
Resistansi sampel A1,A2,A3,A4 hasil uji EIS
4.3
Kapasitas Retensi charge discharge
40
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
1.1
Market Profile dari baterai di dunia
1
1.2
Model struktur grafit
2
2.1
Skema baterai Lithium ion yang sederhana
8
2.2
Skema lengkap baterai Lithium ion
9
2.3
Skematik bahan elektroda dalam baterai Lithium-ion
13
2.4
Sebuah kemungkinan yang ada pada komposisi lapisan
15
SEI pada anoda grafit dalam baterai Li-ion
2.5
Profil tegangan yang harus dipenuhi
22
4.1
Struktur Orthorhombic
32
4.2
Struktur Tetragonal
33
4.3
Grafik dan bidang hkl hasil XRD pada Na2Li2Ti6O14
33
4.4
Hasil lembaran anoda Na2Li2Ti6O12 pada sampel A1, A2,
35
A3 dan A4.
4.5
Grafik cole-cole plot A1, A2, A3, A4 hasilUji EIS
36
4.6
Grafik cole-cole plot hasilUji EIS
37
4.7
Grafik Voltammogram siklik pada sampel NaLTO, A1,
38
A2, A, A4
4.8
Hasil pengujian Charge Discharge Na2Li2Ti6O14
40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
A
B
C
Judul
Halaman
Perhitungan Komposisi Bahan
44
1. Gambar Bahan Penelitian
47
2. Gambar Peralatan Penelitian
49
Persentase Data XRD
53
Universitas Sumatera Utara
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
ANDI MULYA
120801021
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat
mencapai gelar sarjana Sains
ANDI MULYA
120801021
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF ANODA
Na2Li2Ti6O14
OLEH :
ANDI MULYA
NIM : 120801021
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Bambang Prihandoko
Dr. Kerista Sebayang, M.S
M.T
NIP: 195806231986011001
NIP: 196512251987011001
Diketahui Oleh :
Departemen Fisika FMIPA USU
Pusat Penelitian Fisika-LIPI
Ketua,
Kepala,
Dr. Marhaposan Situmorang
Dr. Bambang Widiyatmoko, M, Eng.
NIP: 195510301980031003
NIP: 196204301989031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pengaruh Pelapisan Karbon pada
Bahan Aktif Anoda Na2 Li2Ti6O14
Kategori
: Skripsi
Nama
: Andi Mulya
NomorIndukMahasiswa
: 120801021
Program studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Disetujuidi :
Medan, Juni 2016
DisetejuiOleh
Pembimbing,
DepartemenFisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. KeristaSebayang, M.S
NIP : 195806231986011001
Dr. MarhaposanSitumorang
NIP : 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na2Li2Ti6O14
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2016
ANDI MULYA
120801021
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulliah, ucapan syukur yang tak terkira kepada yang pecipta alam semesta.
Allah SWT yang telah memberikan begitu banyak kenikmatan berupa Iman dan
Islam. Shalawat beriringkan salam ditunjukan kepada baginda Rasulullah saw
yang memiliki peranan besar dalam peradapan dunia dan menjadi tauladan paling
sempurna hingga saat ini.
Terwujudnya skripsi ini tidak lepas dari partisipasi dan bantuan dari berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang setulustulusnya kepada :
1. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika & Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, serta selaku pembimbing
di Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan masukan dan
arahan dalam menyelesaikan skripsi.
2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Universitas
Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris
Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar
beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan
fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.
3. Dr. Bambang Prihandoko, selaku komisi pembimbing di Pusat Penelitian
Fisika LIPI, yang telah memberikan banyak pengetahuan dan selalu sabar
dalam membimbing penulis selama penelitian.
4. Prof. Dr. T. Sembiring, M.Sc, Dr. Kurnia Sembring, MS, Drs.
Achiruddin,MS selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran
yang membuat skripsi ini lebih baik.
5. Orang Tua tercinta; Ayahanda Karmin, Ibunda Sulastri, untuk doa,
dukungan baik secara moril dan finansial, kasih sayang, perhatian,
kesabaran, motivasi dan nasehat. Terima kasih telah memberikan warna
yang sangat indah dalam hidup ini.
6. Teman-teman yang luar biasa : Rahmad Saleh Nasution, Muhammad
Balyan, Muhammad Iqbal, Indah Juriani, Devi Handayani Safitri,
Universitas Sumatera Utara
Giassanistya Fadilah Marpaung, Eva Wahyuni Harahap, Fatimah Marwa
Nasution, Dina Anggriani. Terima kasih atas kebersamaan yang telah
diberikan selama perkuliahan.
7. Teman-teman satu bimbingan selama di Pusat Penelitian Fisika LIPI yang
telah membantu peneliti dalam menjalani penelitian : Kana cicik.
8. Teman-teman seperjuangan : Rahmad Saleh Nasution, Firman Lamsyah,
Rizuriniko Saragih, Muhammad Taufik, Indah Juriani, Devi Handayani
Saftri, Giassanistya Fadilah Marpaung, Mia Aulia Dhika dan Elisabet
Fransiska Sinaga. Terima kasih atas kebersamaan yang telah diberikan
baik dalam suka maupun duka selama menjalani penelitian.
Atas kesadaran dan keterbatasan diri, masukan dan pengembangan lanjutan
akan hasil penelitian ini diharapkan hadir sebagai proses perkembanagan ilmu
pengetahuan. Harapan yang sederhana, semoga banyak manfaat yang didapat
dari tulisan ini.
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BHAN AKTIF ANODA
Na2Li2Ti6O14
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan sintesis bahan : LiOH.H2O, TiO2 dan
Na2CO3 untuk mengetahui pengaruh pelapisan bahan karbon pada bahan aktif
anoda Na2Li2Ti6O14. Dengan metode metalurgi serbuk pada kalsinasi 700 oC
selama 2 jam dan di sintering 800 oC. Kemudian dilakukan coating dengan
tapioka dan asam asetat dengan perbandingan bahan 12:1, 10:1, 8:1 melaui proses
pirolisa dengan carbon natrium.untuk menentukan pengaruh pelapisan dalam
performa elektrokimia sel baterai Na 2Li2Ti6O14. Pengujian yang dilakukan yaitu
analisa fasa dan struktur kristal menggunakan XRD, mengetahui konduktivitas
menggunakan EIS, mengetahui reaksi redoks menggunakan CV, dan mengetahui
kapasitas menggunakan CD. Analisa XRD dihasilkan fasa yang terbentuk adalah
lithium sodium titanium oxide dengan rumus kimia (NaLiTi3O7) dan fasa
rutyl,syn dengan rumus kimia (TiO2) sebanyak 96 % dan 4 %. Hasil EIS
menunjukkan konduktivitas yang tertinggi adalah pada 12:1 konduktivitas
terendah adalah tanpa coating, kemudian hasil yang ditunjukan pada sampel CV
12:1, 10:1, 8:1 dan non coating puncak oksidasi/reduksi yang memilki terbaik
adalah 10:1, dan kapasitas terbaik pada sampel 12:1 dengan kapasitas charge
101,7 mAh/g dan kapasitas discharge 60,9 mAh/g.
Kata kunci : Metalurgi serbuk, kalsinasi, sintering, proses pirolisa, konduktivitas.
Universitas Sumatera Utara
THE INFLUENCE OF THE CARBON COATING ON THE ANODE ACTIVE
MATERIAL Na2Li2Ti6O14
ABSTRACT
Research the influence of the carbon coating on the anode active material
material Na 2Li2Ti6O14 has been conducted synthesis manufacturing materials:
LiOH.H2O, TiO2 and Na 2CO3 to know influence of coating materials on carbon
anode Na 2Li2Ti6O14 active ingredients. Powder metallurgy methods on kalsinasi
700 oC for 2 hours in sintering and 800 °C. Then done coating with tapioca and
acetic acid with comparative ingredients. 12:1, 10:1, 8:1 via the process of
pyrolysis carbon with sodium. to determine the influence of the coating in an
electrochemical cell Na 2Li2Ti6O14 battery performance. Testing done i.e. the
phase analysis and crystal structure using XRD, knowing the conductivity using
EIS, knows the redox reactions using the CV, and knowing the capacity of using
the CD. XRD analysis generated by the phase is lithium sodium titanium oxide
chemical formula (NaLiTi3O7) and phase rutyl, syn with the chemical formula
(TiO2) as many as 96% and 4%. The results of the EIS shows the highest
conductivity was at 12:1 is the lowest conductivity without the coating, then the
results are shown on a sample CV 12:1, 10:1, 8:1 and non oxidation/reduction of
peak coating that has best is 10:1, and the best capacity on samples of 12:1 with a
capacity charge 101.7 mAh/g and a discharge capacity 60.9 mAh/g.
Keyword : kalsinasi, metallurgy, sintering, the process of pyrolysis, conductivity.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
I
Lembar Pengesahan
Persetujuan
Ii
Pernyataan
Iii
Penghargaan
Iv
Abstrak
Vi
Abstract
Vii
Daftar Isi
Viii
Daftar Tabel
Xi
Daftar Gambar
Xii
Daftar Lampiran
Xiii
BAB 1. Pendahuluan
1.1.Latar Belakang
1
1.2.Rumusan Masalah
3
1.3.Tujuan Penelitian
4
1.4.Manfaat Penelitian
4
1.5.Batasan Masalah
4
1.6.Sistematika Penulisan
5
BAB 2. Tinjauan Pustaka
6
2.1. Baterai
6
2.1.1. Pengertian Baterai
7
2.1.2. Pengoprasian Baterai
2.1.3. Komponen dalam Lembaran Elektroda
10
10
2.2. Baterai Ion Lithium
2.2.1. Spesifikasi Kimia Baterai Ion Lithium
11
2.2.2. Katoda (elektroda positif)
13
2.2.3. Elelektrolit
13
2.2.4. Anoda
14
2.3. Grafit sebagai anoda
14
2.4. Li2Ti5O12 sebagai Anoda
14
Universitas Sumatera Utara
2.5. SEI sebagai Anoda
15
2.6. Lithium Titanate
16
2.7. Proses Pembuatan
17
2.7.1. Proses Metalurgi Serbuk
17
2.7.2. Proses Pirolisa
18
2.7.3. Kalsinasi
18
2.7.4. Sitering
19
20
2.8. Karakterisasi
2.8.1. Karaterisasi X-Ray Diffraction
20
2.8.2. Karakterisasi Electrochemical Impedance
20
Spectroscopy.
2.8.3. Karakterisasi Cyclic Voltammetry
21
2.8.4. Karakterisasi Kapasitas baterai
22
(Charge/Discharge)
BAB 3. Metodologi Penelitian
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
23
3.2. Bahan dan Peralatan Penelitian
23
3.2.1. Bahan
23
3.2.2. Peralatan Penelitian
23
25
3.3. Perhitungan Massa Bahan
3.3.1. Pembuatan Material Anoda Na2Li2Ti6O14
25
3.3.2. Pembuatan Lembaran Anoda Na2Li2Ti6O14
25
26
3.4. Tahapan penelitian
3.4.1. Pembuatan Material Anoda Na2Li2Ti6O14
26
3.4.2. Pembuatan Lembaran Anoda Na2 Li2Ti6O14
27
3.5. Prosedur Penelitian
28
3.6. Karakterisasi
30
3.6.1. Karakterisasi X-Ray Diffraction
30
3.6.2. Karakterisasi Electrochemichal Impedance
31
Spectroscopy
31
3.6.3. Karakterisasi Cyclic Voltammetry
Universitas Sumatera Utara
31
3.6.4. Karakterisasi Charge/Discharge
BAB 4. Hasil dan Pembahasaan
4.1. Karakteristik Material Anoda Na2Li2Ti6O14
4.1.1. Analisa Fasa dan Struktur Kristal Na2Li2Ti6O14
32
32
menggunakan XRD
4.2. Karakterisasi Sel terhadap Lembaran Na 2Li2Ti6O14
4.2.1. Analisa EIS (Electrochemical Impedance
34
35
Spectroscopy)
4.2.2. Analisa Elektkimia dengan CV (Cyclic
38
Voltammetry)
4.2.3. Analisa CD (Charge Discharge)
39
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
41
5.2. Saran
41
Daftar Pustaka
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
3.1
Perbandingan komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
25
material anoda
3.2
Perbandingan Komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
25
lembaran anoda
3.3
Komposisi bahan NaLiTi3O
28
4.1
34
4.2
Hasil analisis struktur kristal (parameter kisi) NaLiTi3O7 dan
TiO2
Resistansi sampel A1,A2,A3,A4 hasil uji EIS
4.3
Kapasitas Retensi charge discharge
40
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
1.1
Market Profile dari baterai di dunia
1
1.2
Model struktur grafit
2
2.1
Skema baterai Lithium ion yang sederhana
8
2.2
Skema lengkap baterai Lithium ion
9
2.3
Skematik bahan elektroda dalam baterai Lithium-ion
13
2.4
Sebuah kemungkinan yang ada pada komposisi lapisan
15
SEI pada anoda grafit dalam baterai Li-ion
2.5
Profil tegangan yang harus dipenuhi
22
4.1
Struktur Orthorhombic
32
4.2
Struktur Tetragonal
33
4.3
Grafik dan bidang hkl hasil XRD pada Na2Li2Ti6O14
33
4.4
Hasil lembaran anoda Na2Li2Ti6O12 pada sampel A1, A2,
35
A3 dan A4.
4.5
Grafik cole-cole plot A1, A2, A3, A4 hasilUji EIS
36
4.6
Grafik cole-cole plot hasilUji EIS
37
4.7
Grafik Voltammogram siklik pada sampel NaLTO, A1,
38
A2, A, A4
4.8
Hasil pengujian Charge Discharge Na2Li2Ti6O14
40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
A
B
C
Judul
Halaman
Perhitungan Komposisi Bahan
44
1. Gambar Bahan Penelitian
47
2. Gambar Peralatan Penelitian
49
Persentase Data XRD
53
Universitas Sumatera Utara