merata,namun memiliki poros yang sedikit lebih banyak dari sampel dengan suhu pengeringan 60
o
C. Pada sampel dengan suhu pengeringan 80
o
C dapat dilihat memiliki ukuran butir yang besar yang berdiri sendiri, tetapi lebih sedikit dan
distribusi ukuran butir tersebar lebih merata dibandingkan sampel dengan suhu pengeringan 60
o
C dan 70
o
C. Sehingga menambah luasan
surface area
yang lebih besar dan memiliki porositas yang begitu luas dan banyak dibandingkan pada
suhu pengeringan 60
o
C dan 70
o
C. Hal ini diartikan bahwa proses difusi ion lithium antar elektroda lebih baik. Jika porositas tinggi maka akan memiliki
konduktifitas yang lebih tinggi pula, yang berarti akan lebih banyak area untuk ion lithium mengalir.
Pada suhu pengeringan 80
o
C, bahan akan semakin cepat kering maka partikel bahan semakin homogen, ikatan antarmuka antara
binder
dan
filler
lebih baik. Selain itu DMAC yang terkandung dalam bahan akan semakin cepat
menguap, sehingga dalam proses penguapan tersebut partikel-partikel bahan akan bergerak dan menyebabkan ikatan antar penyusun menyatu. Hal ini
mempengaruhi struktur permukaan lembaran katoda.
4.3. Hasil dan Analisa Pengujian EIS
Pengukuran konduktifitas dilakukan dengan menggunakan metoda EIS
Electrochemical Impedance Spectroscopy
. Data yang didapat ditampilkan dalam grafik
cole-cole plot
dimana sumbu x adalah tahanan
real
Z’ dari lembar katoda, sedangkan sumbu y adalah nilai tahanan dalam bilangan imajiner Z’’.
Dengan melihat profil EIS akan dapat dilihat apakah telah membentuk kurva dengan baik. Hasil yang baik akan membentuk pola busur setengah
lingkaran
semicirle
, dan jika dilihat pada hasil grafik
cole-cole plot
akan menunjukkan pola kurva ideal berupa huruf ’S’ terbalik. Gambar 4.2, 4.3 dan 4.4
adalah grafik dari bahan uji dengan variasi suhu pengeringan.Untuk mendapatkan nilai konduktifitas bahan dilakukan pengukuran R
tot
,maka harus mendapatkan Z’’= 0 dengan cara melakukan ekstrapolasi membentuk setengah lingkaran. Dari
nilai Z’ = R
tot
, maka akan didapatkan nilai resistansi bahan R
b
dan nilai resistansi ion R
ion
. Untuk dapat menentukan konduktifitas sampel dapat dihitung dari persamaan 3.2. Prihandoko,2008.
Universitas Sumatera Utara
4.3.1. Sampel dengan Suhu Pengeringan 60
o
C
Pengujian konduktifitas untuk sampel dengan suhu pengeringan 60
o
C diukur dengan metode EIS. Hasil uji dan pengukuran konduktifitas sampel diperoleh
pada Gambar 4.2 dan Tabel 4.2.
Gambar 4.2. Grafik
cole-cole plot
untuk suhu pengeringan 60
o
C
Pada grafik suhu pengeringan 60
o
C karakteristik R
b
nampak pada data berfrekuensi rendah dan R
ion
teramati pada frekuensi tinggi .Profil garis lurus
warbug
dengan sudut 45
o
C menunjukkan pola difusi ion telah terjadi. Profil garis lurus
warbug
yang ditunjukkan oleh garis 45
o
C pada frekuensi rendah. Daerah setengah lingkaran Gambar 4.2 menunjukkan terjadinya proses perpindahan ion-
ion dan untuk daerah
warbug
menyatakan terjadinya proses perpindahan muatan pada bidang antarmuka. Dari hasil pengukuran konduktifitas diperoleh nilai
konduktifitas pada suhu pengeringan 60
o
C yaitu 1,4 x 10
-5
Scm. Tabel 4.2. Hasil pengukuran konduktifitas pada suhu 60
o
C t [cm]
8 x 10
-3
A [cm
2
] 1,88
R [Ω] 288
Konduktifitas [Scm] 1,4 x 10
-5
Universitas Sumatera Utara
4.3.2. Sampel dengan Suhu Pengeringan 70
o
C
Hasil pengujian EIS pada sampel dengan suhu pengeringan 70
o
C dapat lihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Grafik
cole-cole plot
untuk suhu pengeringan 70
o
C
Pada grafik suhu pengeringan 70
o
C karakteristik R
b
nampak pada data berfrekuensi rendah dan R
ion
teramati pada frekuensi tinggi . Nilai R
tot
pada sampel 70
o
C lebih kecil dibandingkan pada sampel dengan suhu pengeringan 60
o
C. Profil garis lurus melebihi sudut 45
o
C menunjukkan pola difusi ion
warbug
lebih efektif. Dari hasil pengukuran konduktifitas diperoleh nilai konduktifitas pada suhu pengeringan 70
o
C yaitu 1,6 x 10
-5
Scm. Hasil pengukuran konduktifitas sampel diperoleh pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil pengukuran konduktifitas pada suhu 70
o
C t [cm]
8 x 10
-3
A [cm
2
] 1,88
R [Ω] 262
Konduktifitas [Scm] 1,6 x 10
-5
Universitas Sumatera Utara
4.3.3. Sampel dengan Suhu Pengeringan 80
o
C
Hasil pengujian EIS pada sampel dengan suhu pengeringan 80
o
C dapat lihat pada
Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Grafik
cole-cole plot
untuk suhu pengeringan 80
o
C Hasil yang diperoleh pada Grafik 4.4 menunjukkan karakteristik R
b
pada data berfrekuensi rendah dan R
ion
teramati pada frekuensi tinggi .Profil garis lurus yang melebihi 45
o
dengan ~60
o
pada sampel suhu pengeringan 80
o
C menunjukkan pola difusi ion warbug yang lebih efektif dibandingkan profil garis
lurus sampel suhu pengeringan 60
o
C dan 70
o
C meskipun sama-sama terlihat melebihi 45
o
.Dari hasil pengukuran konduktifitas pada Tabel 4.4 diperoleh 3,1 x 10
-5
Scm dengan nilai jumlah resistansi total yaitu 1γ6 Ω.
Tabel 4.4. Hasil pengukuran konduktifitas pada suhu 80
o
C t [cm]
8 x 10
-3
A [cm
2
] 1,88
R [Ω] 136
Konduktifitas [Scm] 3,1 x 10
-5
Pada ketiga bahan memiliki nilai R
tot
yang berbeda. Semakin besar nilai R
tot
maka konduktifitas bahan semakin kecil dan sebaliknya semakin kecil nilai R
tot
Universitas Sumatera Utara
maka semakin besar konduktifitas sampel.Pada bahan pengeringan 80
o
C memiliki nilai R
tot
paling kecil.Grafik hubungan konduktifitas material katoda dengan variasi suhu pengeringan 60
o
C, 70
o
C dan 80
o
C ditampilkan pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5. Grafik hubungan konduktifitas material katoda dengan variasi suhu pengeringan
Dan berdasarkan data dari grafik diatas dan pengukuran konduktifitas dari setiap sampel dilihat bahwa konduktifitas optimum terjadi pada suhu pengeringan 80
o
C yaitu 3,1 x 10
-5
Scm sedangkan konduktifitas minimum terjadi pada suhu pengeringan 60
o
C yaitu 1,4 x 10
-5
Scm. Pada suhu pengeringan 80
o
C serbuk material aktif lebih kristalin.Hasil ini juga menguatkan hasil analisa SEM, dimana
pada ukuran butir yang kecil akan dapat menyelimuti dengan utuh dan kerapatan ini akan menghasilkan perpindahan ion yang lebih mudah sehingga konduktifitas
meningkat, sementara untuk ukuran butir yang besar akan mengakibatkan perpindahan ion atau elektron lebih panjang yang mengakibatkan jarak panjang
difusi bertambah sehingga konduktifitas menurun.Namun konduktifitas ini menunjukkan hasil yang baik bila dibandingkan dengan konduktifitas LiFePO
4
sebesar 10
-7
Scm sampai 10
-9
Scm Sanusi.2010
4.4. Hasil dan Analisa Pengujian
