Pengaruh Variasi Waktu Dan Suhu Pencampuran Serta Suhupengeringan Pada Lembar Katoda LiFePO4 Terhadap Kapasitasbaterai Ion Lithium
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHUPENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAP KAPASITASBATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
SHELLY MAHARANI
110801011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHUPENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAPKAPASITAS BATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
SHELLY MAHARANI
110801011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHU PENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAP KAPASITAS BATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri.Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2015
SHELLY MAHARANI
110801011
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya
sesudah kesulitan itu ada kemudahan (Q.S Ash-Sharh : 5-6).
Bismillahirahmanirrohim
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat,
karunia dan segala kemudahan yang telah diberikan sehingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul “Pengaruh Variasi Waktu dan
Suhu Pencampuran serta Suhu Pengeringan pada Lembar Katoda LiFePO 4 terhadap
Kapasitas Baterai Ion Lithium.”
Penulis menyadari skripsi ini terselesaikan tidak terlepas dari dukungan,
bantuan, bimbingandan saran-saran yang berharga dari semua pihak. Oleh karena
itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orangtua, Papa Syahril, Mama Henita dan Adik (Devi Zahara) serta
seluruh Keluarga, terima kasih atas kasih sayang, doa dan semua dukungan yang
telah kalian berikan kepada penulis.
2. Dr. Marhaposan Situmorangselaku 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. Kerista Sebayang, MS. selaku dosen pembimbing I danIr.Joko Triwibowo,
M.Sc., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan kritik, saran,
dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Para peneliti di Grup Baterai di Puslit Fisika LIPI Pak Slamet, Pak Ibrahim, Pak
Fadli, Pak Majid, Pak Bambang, Mas Edi, Kak Rheiza, Kak Ali dan Mbak
Cristin yang telah memberikan banyak bantuan kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara
5. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku penguji I, Bapak Drs. Aditia Warman,
M.Si selaku penguji II dan Bapak Dr. Kurnia Sembiring, MS selaku penguji III
yang telah memberikan kritik dan saran.
6. Sahabat-sahabat seperjuangan Rani, Tika, Meme, Ucik, Yuni dan kelompok
Baterai yang selama ini bersama-sama berbagi suka duka dan selalu memberikan
dukungan kepada penulis serta seluruh mahasiswa Fisika angkatan 2011.
7. Sahabat tercinta Arde, Vhe, Aisyah, Dyan, Endang, Fauzi terima kasih
dukungannya semoga kalian segera menyusul.
8. Semua pihak yang membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Terima kasih, semoga Allah SWT membalas semua kebaikan kalian.
Saran dan kritik yang membangun senantiasa penulis harapkan dan semoga
skripsi ini dapat memberi manfaat kepada penulis dan pembaca serta perkembangan
ilmu pengetahuan.
Medan, Agustus 2015
Penulis,
Shelly Maharani
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHU PENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA LiFePO 4
TERHADAP KAPASITAS BATERAI ION LITHIUM
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan baterai coin dengan variasi suhu dan waku
pencampuran pada slurry katoda LiFePO 4 serta variasi suhu pengeringan lembar
katoda LiFePO 4 . Material katoda merupakan campuran dari LiFePO 4 : Super P :
PVDF dengan komposisi 85 : 10 : 5 dan DMAC 20 mL. Waktu dan suhu
pencampuran divariasikan yaitu 3, 5 dan 7 jam pada suhu 29˚C dan 29, 50 dan 60˚C
selama 3 jam dan variasi suhu pengeringan 80, 100 dan˚C120
selama 5 jam.
Lembaran katoda dibuat dengan menggunakan doctor blade. Pengujian
karakteristik serbuk LiFePO 4 dengan XRD, mikroskop optik dan SEM-EDX untuk
melihat morfologi lembaran katoda LiFePO 4 dan pengujian kapasitas discharge
dengan charge/discharge. Hasil analisis menunjukkan bahwa variasi waktu
pencampuran yang memiliki kapasitas tertinggi adalah sampel 7 jam yaitu 3,74
mAh/g. Sementara pada variasi suhu pencampuran, kapasitas tertinggi terdapat
pada sampel 50̊C yaitu 5,81 mAh/g. Pada variasi suhu pengeringan kapasitas
tertinggi terdapat pada sampel 80˚C yaitu 5,70 mAh/g.
Kata kunci : Baterai ion lithium, Lembar katoda, LiFePO 4 , Kapasitas
discharge
Universitas Sumatera Utara
THE EFFECT OF TIME VARIATION, MIXING TEMPERATURE AND
DRYING TEMPERATURE ON LiFePO 4 CATHODE SHEETS OF
LITHIUM ION BATTERIES CAPACITY
ABSTRAC
A research on the fabrication of coin battery with the variation of mixing time and
temperature at slurry cathode LiFePO 4 and variation of drying temperature at
cathode sheets. The material of cathode was using a powder of LiFePO 4 : Super P :
PVDF with composition 85 : 10 : 5 and 20 mL of DMAC. The mixing time was
varied at 3, 5, 7 hour at 29˚C and the mixing temperature was varied at 29, 50, 60˚C
for 3 hour and the drying temperature was varied of 80, 100, 120̊C for 5 hour. The
sheets of cathode are made by using doctor blade process. The powder of LiFePO 4
was analyzed by XRD. Morphology of the LiFePO 4 cathode sheets was analyzed
by Microscope Optic and SEM. Discharge capacity was analyzed by
charge/discharge. The result of this research showed that the variation of mixing
time has the highest capacity at 7 hour-sampel is 3,75 mAh/g. Meanwhile, the
variation of mixing temperature has the highest capacity at˚C
50sampel is 5,81
mAh/g. The variation of drying temperature has the highest capacity at 80̊C
sampel is 5,70 mAh/g.
Key word : Lithium ion battery, Cathode sheets, LiFePO 4 , Discharge capacity.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
Daftar Lampiran
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Rumusan Masalah
3
1.3. Batasan Masalah
3
1.4. Tujuan Penelitian
4
1.5. Manfaat Penelitian
4
1.6. Sistematika Penulisan
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Baterai
2.2
2.3
6
2.1.1 Sejarah Baterai
6
2.1.2 Pengertian Baterai
7
2.1.3 Jenis – Jenis Baterai
7
Baterai Ion Lithium
9
2.2.1
Pengertian Baterai Ion Lithium
9
2.2.2
Prinsip Kerja Baterai Ion Lithium
9
2.2.3
Jenis – Jenis Baterai Ion Lithium
Material Katoda
10
12
Universitas Sumatera Utara
2.4
Material Anoda
14
2.5
Elektrolit
15
2.6
Separator
15
2.7
Komponen Tambahan Penyusun Katoda Baterai
16
2.7.1
16
Super P
2.7.2 Polyvinylidene Fluoride (PVDF)
16
2.7.3 N-N Dimethyl Acetamide (DMAC)
17
2.8
Pencampuran (mixing)
17
2.9
Karakterisasi dan Pengujian
17
2.9.1 Uji X - Ray Difractionn (XRD)
17
2.9.2 Uji Mikroskop Optik
18
2.9.3 Uji Scanning Electron Microscope (SEM)
19
2.9.4 Uji Charge/Discharge
20
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
22
3.2. Peralatan dan Bahan Penelitian
3.3
3.4
22
3.2.1 Peralatan Penelitian
22
3.2.2 Peralatan Karakterisasi
23
3.2.3 Bahan
24
Diagram Alir
25
3.3.1
Diagram Alir untuk Variasi Waktu Pencampuran
25
3.3.2
Diagram Alir untuk Variasi Suhu Pencampuran
26
3.3.3
Diagram Alir untuk Variasi Suhu Pengeringan
27
Prosedur Penelitian
28
3.4.1 Persiapan
28
3.4.2 Pembuatan Slurry
29
3.4.3 Penyetakan Lembaran/Sheet Casting
30
3.4.4 Proses Calendering danpemotongan lembaran (Cutting)30
3.4.5 Assembling Coin Cell
31
Universitas Sumatera Utara
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Analisa Hasil XRD
32
4.2
Analisa Hasil Pengujian Mikroskop Optik
33
4.3
Analisa Hasil SEM
34
4.3.1 Hasil analisa morfologi lembar katoda LiFePO 4 dengan 34
SEM
4.4
4.3.2 Hasil analisa SEM cross-section
37
Hasil Pengujian Charge/Discharge
39
4.4.1 Analisa charge/discharge dengan variasi waktu
39
pencampuran
4.4.2 Analisa charge/discharge dengan variasi suhu
41
pencampuran
4.4.3 Analisa charge/discharge dengan variasi suhu
42
pengeringan
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
45
5.2. Saran
45
DAFTAR PUSTAKA
46
LAMPIRAN
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 3.1
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Judul
Sejarah Perkembangan Baterai
Perbandingan jenis material yang digunakan untuk
katoda
Karakteristik LiFePO 4
Nama sampel pada lembaran alumunium foil
Spesifik kapasitas untuk variasi waktu pencampuran
Spesifik kapasitas untuk variasi suhu pencampuran
Spesifik kapasitas untuk variasi suhu pengeringan
Halaman
6
13
14
28
39
41
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Judul
Halaman
Jenis-jenis Baterai/ Sel, a) baterai primer
8
berbentukslinder, b) baterai sekunder dengan
elektrolit cair
Proses charge dan discharge pada baterai lithium
10
Jenis-jenis desain baterai sekunder a) baterai slinder
12
b) baterai kancing (coin) c) Baterai prismatik
d) Baterai Kantung
Ilustrasi PVDF dengan material aktif
16
Hasil pengujian XRD serbuk LiFePO 4
32
Hasil mikroskop optik lembaran katoda LiFePO 4 pada 33
(a) t mix = 3 jam, (b) t mix = 5 jam, (c) t mix =7 jam (d) T mix =29˚C,
(e)T mix = 50˚C, (f) T mix =60˚C, (g) T dry =80˚C, (h) T dry =100˚C
dan (i)T dry =120˚C
Morfologi sampel dengan perbesaran (a)1000kali
35
(b)5000 kali (c) 10000kali (d) Hasil mappingmixing
pada sampel
Hasil SEM cross-section pada lembaran LiFePO 4 dengan
37
sampel suhu pencampuran (a) 29˚C, (b) 50˚C dan
(c) 60˚C
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
40
(a)t mix = 3 jam (b)t mix = 5 jam dan (c)t mix = 7 jam
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
42
(a)T mix =29˚C (b)T mix =50˚C, (c)T mix = 60˚C
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
43
(a) T dry = 80˚C (b) T dry = 100˚C dan (c) T dry = 120˚C
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran A
Lampiran B
Lampiran C
Lampiran D
Lampiran E
Judul
Bahan dan Peralatan
Pembuatan Baterai Ion Lithium Coin
Hasil Uji Morfologi
Perhitungan
Hasil XRD
Halaman
49
52
53
57
60
Universitas Sumatera Utara
SERTA SUHUPENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAP KAPASITASBATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
SHELLY MAHARANI
110801011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHUPENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAPKAPASITAS BATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
SHELLY MAHARANI
110801011
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHU PENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA
LiFePO 4 TERHADAP KAPASITAS BATERAI ION
LITHIUM
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri.Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2015
SHELLY MAHARANI
110801011
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya
sesudah kesulitan itu ada kemudahan (Q.S Ash-Sharh : 5-6).
Bismillahirahmanirrohim
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat,
karunia dan segala kemudahan yang telah diberikan sehingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul “Pengaruh Variasi Waktu dan
Suhu Pencampuran serta Suhu Pengeringan pada Lembar Katoda LiFePO 4 terhadap
Kapasitas Baterai Ion Lithium.”
Penulis menyadari skripsi ini terselesaikan tidak terlepas dari dukungan,
bantuan, bimbingandan saran-saran yang berharga dari semua pihak. Oleh karena
itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orangtua, Papa Syahril, Mama Henita dan Adik (Devi Zahara) serta
seluruh Keluarga, terima kasih atas kasih sayang, doa dan semua dukungan yang
telah kalian berikan kepada penulis.
2. Dr. Marhaposan Situmorangselaku 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. Kerista Sebayang, MS. selaku dosen pembimbing I danIr.Joko Triwibowo,
M.Sc., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan kritik, saran,
dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Para peneliti di Grup Baterai di Puslit Fisika LIPI Pak Slamet, Pak Ibrahim, Pak
Fadli, Pak Majid, Pak Bambang, Mas Edi, Kak Rheiza, Kak Ali dan Mbak
Cristin yang telah memberikan banyak bantuan kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara
5. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku penguji I, Bapak Drs. Aditia Warman,
M.Si selaku penguji II dan Bapak Dr. Kurnia Sembiring, MS selaku penguji III
yang telah memberikan kritik dan saran.
6. Sahabat-sahabat seperjuangan Rani, Tika, Meme, Ucik, Yuni dan kelompok
Baterai yang selama ini bersama-sama berbagi suka duka dan selalu memberikan
dukungan kepada penulis serta seluruh mahasiswa Fisika angkatan 2011.
7. Sahabat tercinta Arde, Vhe, Aisyah, Dyan, Endang, Fauzi terima kasih
dukungannya semoga kalian segera menyusul.
8. Semua pihak yang membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Terima kasih, semoga Allah SWT membalas semua kebaikan kalian.
Saran dan kritik yang membangun senantiasa penulis harapkan dan semoga
skripsi ini dapat memberi manfaat kepada penulis dan pembaca serta perkembangan
ilmu pengetahuan.
Medan, Agustus 2015
Penulis,
Shelly Maharani
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN
SERTA SUHU PENGERINGAN PADA LEMBAR KATODA LiFePO 4
TERHADAP KAPASITAS BATERAI ION LITHIUM
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan baterai coin dengan variasi suhu dan waku
pencampuran pada slurry katoda LiFePO 4 serta variasi suhu pengeringan lembar
katoda LiFePO 4 . Material katoda merupakan campuran dari LiFePO 4 : Super P :
PVDF dengan komposisi 85 : 10 : 5 dan DMAC 20 mL. Waktu dan suhu
pencampuran divariasikan yaitu 3, 5 dan 7 jam pada suhu 29˚C dan 29, 50 dan 60˚C
selama 3 jam dan variasi suhu pengeringan 80, 100 dan˚C120
selama 5 jam.
Lembaran katoda dibuat dengan menggunakan doctor blade. Pengujian
karakteristik serbuk LiFePO 4 dengan XRD, mikroskop optik dan SEM-EDX untuk
melihat morfologi lembaran katoda LiFePO 4 dan pengujian kapasitas discharge
dengan charge/discharge. Hasil analisis menunjukkan bahwa variasi waktu
pencampuran yang memiliki kapasitas tertinggi adalah sampel 7 jam yaitu 3,74
mAh/g. Sementara pada variasi suhu pencampuran, kapasitas tertinggi terdapat
pada sampel 50̊C yaitu 5,81 mAh/g. Pada variasi suhu pengeringan kapasitas
tertinggi terdapat pada sampel 80˚C yaitu 5,70 mAh/g.
Kata kunci : Baterai ion lithium, Lembar katoda, LiFePO 4 , Kapasitas
discharge
Universitas Sumatera Utara
THE EFFECT OF TIME VARIATION, MIXING TEMPERATURE AND
DRYING TEMPERATURE ON LiFePO 4 CATHODE SHEETS OF
LITHIUM ION BATTERIES CAPACITY
ABSTRAC
A research on the fabrication of coin battery with the variation of mixing time and
temperature at slurry cathode LiFePO 4 and variation of drying temperature at
cathode sheets. The material of cathode was using a powder of LiFePO 4 : Super P :
PVDF with composition 85 : 10 : 5 and 20 mL of DMAC. The mixing time was
varied at 3, 5, 7 hour at 29˚C and the mixing temperature was varied at 29, 50, 60˚C
for 3 hour and the drying temperature was varied of 80, 100, 120̊C for 5 hour. The
sheets of cathode are made by using doctor blade process. The powder of LiFePO 4
was analyzed by XRD. Morphology of the LiFePO 4 cathode sheets was analyzed
by Microscope Optic and SEM. Discharge capacity was analyzed by
charge/discharge. The result of this research showed that the variation of mixing
time has the highest capacity at 7 hour-sampel is 3,75 mAh/g. Meanwhile, the
variation of mixing temperature has the highest capacity at˚C
50sampel is 5,81
mAh/g. The variation of drying temperature has the highest capacity at 80̊C
sampel is 5,70 mAh/g.
Key word : Lithium ion battery, Cathode sheets, LiFePO 4 , Discharge capacity.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
Daftar Lampiran
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Rumusan Masalah
3
1.3. Batasan Masalah
3
1.4. Tujuan Penelitian
4
1.5. Manfaat Penelitian
4
1.6. Sistematika Penulisan
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Baterai
2.2
2.3
6
2.1.1 Sejarah Baterai
6
2.1.2 Pengertian Baterai
7
2.1.3 Jenis – Jenis Baterai
7
Baterai Ion Lithium
9
2.2.1
Pengertian Baterai Ion Lithium
9
2.2.2
Prinsip Kerja Baterai Ion Lithium
9
2.2.3
Jenis – Jenis Baterai Ion Lithium
Material Katoda
10
12
Universitas Sumatera Utara
2.4
Material Anoda
14
2.5
Elektrolit
15
2.6
Separator
15
2.7
Komponen Tambahan Penyusun Katoda Baterai
16
2.7.1
16
Super P
2.7.2 Polyvinylidene Fluoride (PVDF)
16
2.7.3 N-N Dimethyl Acetamide (DMAC)
17
2.8
Pencampuran (mixing)
17
2.9
Karakterisasi dan Pengujian
17
2.9.1 Uji X - Ray Difractionn (XRD)
17
2.9.2 Uji Mikroskop Optik
18
2.9.3 Uji Scanning Electron Microscope (SEM)
19
2.9.4 Uji Charge/Discharge
20
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
22
3.2. Peralatan dan Bahan Penelitian
3.3
3.4
22
3.2.1 Peralatan Penelitian
22
3.2.2 Peralatan Karakterisasi
23
3.2.3 Bahan
24
Diagram Alir
25
3.3.1
Diagram Alir untuk Variasi Waktu Pencampuran
25
3.3.2
Diagram Alir untuk Variasi Suhu Pencampuran
26
3.3.3
Diagram Alir untuk Variasi Suhu Pengeringan
27
Prosedur Penelitian
28
3.4.1 Persiapan
28
3.4.2 Pembuatan Slurry
29
3.4.3 Penyetakan Lembaran/Sheet Casting
30
3.4.4 Proses Calendering danpemotongan lembaran (Cutting)30
3.4.5 Assembling Coin Cell
31
Universitas Sumatera Utara
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Analisa Hasil XRD
32
4.2
Analisa Hasil Pengujian Mikroskop Optik
33
4.3
Analisa Hasil SEM
34
4.3.1 Hasil analisa morfologi lembar katoda LiFePO 4 dengan 34
SEM
4.4
4.3.2 Hasil analisa SEM cross-section
37
Hasil Pengujian Charge/Discharge
39
4.4.1 Analisa charge/discharge dengan variasi waktu
39
pencampuran
4.4.2 Analisa charge/discharge dengan variasi suhu
41
pencampuran
4.4.3 Analisa charge/discharge dengan variasi suhu
42
pengeringan
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
45
5.2. Saran
45
DAFTAR PUSTAKA
46
LAMPIRAN
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 3.1
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Judul
Sejarah Perkembangan Baterai
Perbandingan jenis material yang digunakan untuk
katoda
Karakteristik LiFePO 4
Nama sampel pada lembaran alumunium foil
Spesifik kapasitas untuk variasi waktu pencampuran
Spesifik kapasitas untuk variasi suhu pencampuran
Spesifik kapasitas untuk variasi suhu pengeringan
Halaman
6
13
14
28
39
41
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Judul
Halaman
Jenis-jenis Baterai/ Sel, a) baterai primer
8
berbentukslinder, b) baterai sekunder dengan
elektrolit cair
Proses charge dan discharge pada baterai lithium
10
Jenis-jenis desain baterai sekunder a) baterai slinder
12
b) baterai kancing (coin) c) Baterai prismatik
d) Baterai Kantung
Ilustrasi PVDF dengan material aktif
16
Hasil pengujian XRD serbuk LiFePO 4
32
Hasil mikroskop optik lembaran katoda LiFePO 4 pada 33
(a) t mix = 3 jam, (b) t mix = 5 jam, (c) t mix =7 jam (d) T mix =29˚C,
(e)T mix = 50˚C, (f) T mix =60˚C, (g) T dry =80˚C, (h) T dry =100˚C
dan (i)T dry =120˚C
Morfologi sampel dengan perbesaran (a)1000kali
35
(b)5000 kali (c) 10000kali (d) Hasil mappingmixing
pada sampel
Hasil SEM cross-section pada lembaran LiFePO 4 dengan
37
sampel suhu pencampuran (a) 29˚C, (b) 50˚C dan
(c) 60˚C
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
40
(a)t mix = 3 jam (b)t mix = 5 jam dan (c)t mix = 7 jam
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
42
(a)T mix =29˚C (b)T mix =50˚C, (c)T mix = 60˚C
Grafik tegangan vs spesifik kapasitas discharge
43
(a) T dry = 80˚C (b) T dry = 100˚C dan (c) T dry = 120˚C
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran A
Lampiran B
Lampiran C
Lampiran D
Lampiran E
Judul
Bahan dan Peralatan
Pembuatan Baterai Ion Lithium Coin
Hasil Uji Morfologi
Perhitungan
Hasil XRD
Halaman
49
52
53
57
60
Universitas Sumatera Utara