Pembuatan Lembaran Katoda LiFe0.9Ni0.1PO4 C Dengan Variasi Suhu Pengeringan
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0,9Ni0,1PO4/C
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
KHAIRANI NASUTION
110801030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0,9Ni0,1PO4/C
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
KHAIRANI NASUTION
110801030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0.7Mn0.2Ni0.1PO4/C DENGAN
VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2015
Khairani Nasution
110801030
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah
memberikan rahmat dan karunia sehingga penulis dapat menyelasikan tugas akhir.
Salawat beriring salam teruntuk Nabi besar Muhammad SAW yang menjadi
teladan dalam menjalani kehidupan.
Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera
Utara.
Untuk
memenuhi
persyaratan
tersebut
diatas
penulis
mengerjakan tugas akhir dengan judul : Pembuatan Lembaran Katoda
LiFe0.9Ni0.1PO4/C Dengan Variasi Suhu Pengeringan. Yang dilaksanakan di
Laboratorium Baterai Lithium Indonesia dan Laboratorium material Pusat
Penelitian Fisika (P2F) LIPI Serpong, Tangerang Selatan sesuai dengan waktu
yang telah di tetapkan. Penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih
kepada:
1.
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.
2.
Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku dosen pembimbing I, Dr. Ir Bambang
Prihandoko, M.T selaku dosen pembimbing II di LIPI yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam melakukan penelitian
dan penyelesaian skripsi ini.
3.
Prof. Pardamean Sebayang, M.S, Slamet Priyono,M.Si dan seluruh staf
peneliti baterai beserta pegawai administrasi di Pusat Penelitian Fisika (P2F)
LIPI yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan masukan kepada
penulis serta fasilitas kepada penulis selama penelitian.
4.
Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sangat spesial penulis
hanturkan dengan rendah hati dan rasa hormat kepada kedua orang tua
penulis yang tercinta. Ayahanda Helmi Nasution dan Ibunda Siti Esah Lubis
Universitas Sumatera Utara
serta kedua kakak penulis yang dengan segala pengorbanannya tak akan
pernah penulis lupakan atas jasa-jasa mereka atas dorongan moril yang paling
efektif bagi kelanjutan studi penulis hingga saat ini.
5.
Meilia , Shelly , Kartika , Suci , Yuni, Sri Rahmawati, Leni dan seluruh
mahasiswa Fisika angkatan 2011 yang memberikan dukungan kepada
penulis..
6.
Rekan-rekan kelompok baterai di Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI Kak
Resa, Mas Eddy, Kak Ali yang selalu siap membantu saya di laboratorium
baterai.
Penulis berharap tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pengembangan
ilmu pengetahuan dalam bidang baterai ion lithium. Penulis mengharapkan kritik
dan masukan yang membangun atas hasil penelitian ini sebagai proses
perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis,
Khairani Nasution
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0,9Ni0,1PO4/C
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C yang
akan digunakan sebagai katoda pada baterai lithium. Bahan yang dipergunakan
adalah serbuk material aktif LiFe0,9Ni0,1PO4/C sebagai filler, bahan polimer PVdF
sebagai matrik, dan bahan aditif konduktif yaitu acetylene black. Teknik
pembuatan lembaran menggunakan metoda doctor blade. Penelitian dilakukan
untuk mendapatkan suhu pengeringan yang optimum dalam pembuatan lembaran
katoda dengan melakukan variasi suhu pengeringan 60oC, 80oC, 100oC.
Identifikasi fasa yang terbentuk dari sebuk material aktif katoda dilakukan dengan
XRD. Struktur morfologi lembaran dengan SEM. Dari penelitian ini didapatkan
lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C menghasilkan konduktifitas tertinggi dengan
alat Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) adalah 1,8 x 10-5 S/cm.
Performa baterai dilakukan dengan menggunakan pengujian kapasitas charge/
discharge. Lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C dengan suhu pengeringan 80oC
mengahsilkan spesifik kapasitas discharge sebesar 28,3 mAh/g sesuai dengan
hasil CV.
Kata kunci: LiFe0,9Ni0,1PO4/C, katoda, suhu pengeringan, konduktifitas listrik,
ion lithium.
Universitas Sumatera Utara
PREPARATION OF LiFe0,9Ni0,1PO4/C CATHODE SHEETS
WITH VARIOUS OF DRYING TEMPERATURE
ABSTRACT
A research on the preparation of LiFe0,9Ni0,1PO4/C cathode sheets wich will be
used as cathode of lihium battery has been conducted. The materials are active
material powders of LiFe0,9Ni0,1PO4/C as filler, the polymer material PVdF as
matriks, and conduvtive additives are acetylene black. The technique of making a
sheet is using doctor blade methode. Research has been done to get optimum
drying temperature in the fabrication of cathode sheets by doing a variety of
drying temperature is 60oC, 80oC, and 100oC. Identification phase from the active
material powder of cathode was done by XRD. Morphological structure sheet
with SEM. The research showed that the LiFe0,9Ni0,1PO4/C cathode sheets has a
highest conductivity was 1,8 x 10-5 S/cm. Battery performance was analyzed by
charge/ discharge capacity test. The drying temperature of 80oC showed
discharge specific capacity of LiFe0,9Ni0,1PO4/C is 28,3 mAh/g in accprdance with
the result of CV.
Keywords:
LiFe0,9Ni0,1PO4/C, cathode,
conductivity, lithium ion.
drying
temperature,
electrical
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
xii
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
2
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Tujuan Penelitian
3
1.4 Manfaat Penelitian
3
1.5 Batasan Masalah
3
1.6 Sistematika Penulisan
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Baterai Lithium
5
2.2 Bahan Elektroda
7
2.2.1 Material Katoda
7
2.2.1.1 Litihum Iron Phospat (LiFePO4)
10
2.2.1.2 Litihum Nickel Phospat (LiNiPO4)
10
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Material Anoda
10
2.3 Bahan Elektrolit
11
2.4 Material Komposit
12
2.4.1 Polyvinylidene fluoride (PVdF)
13
2.4.2 Acetylene Black (AB)
13
2.4.3 Pelarut DMAC (N-Dimethylactamide)
14
2.5 Pengujian Material
15
2.5.1 X-Ray Diffraction (XRD)
15
2.5.2 Scanning Elektron Microscope (SEM)
16
2.5.3 Electrochemical Impedance (EIS)
18
2.5.4 Cyclic Voltammetry (CV)
20
2.5.5 Charge/ Discharge (CD)
21
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
23
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
23
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian
23
3.2.1 Peralatan Penelitian
22
3.2.2 Bahan Penetilian
25
3.3 Tahapan Penelitian
25
3.3.1 Pembuatan Slurry Material Aktif LiFe0,9Ni0,1PO4/C
24
3.3.2 Cetakan Lembaran Katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C
26
3.3.3 Proses Calendering dan Cutting
27
3.3.4 Proses Pembuatan Coin Cell
28
3.4 Diagram Alir Penelitian
29
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1 Hasil dan Analisa XRD (X-Ray Diffraction)
30
4.2 Hasil dan Analisa SEM (Scanning Electron Miscroscope)
31
Universitas Sumatera Utara
4.3 Hasil dan Analisa EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) 34
4.4 Hasil dan Analisa CV (Cyclic Voltammetry)
39
4.5 Hasil dan Analisa CD (Charge/ Discharge)
43
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
48
5.1Kesimpulan
48
5.2 Saran
48
DAFAR PUSTAKA
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
Tabel 2.1 Karakteristik Elektrokimia Tiga Kelas dalam Penyisipan
9
Senyawa
Tabel 2.2 Sifat Umum Polyvinylidene Fluoride (PVdF)
13
Tabel 2.3 Sifat Umum Actylene Black (AB)
14
Tabel 2.4 Sifat Fisik dan Kimia DMAC
15
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Analisis XRD sampel LiFe0,9Ni0,1PO4/C
31
dan LiFePO4 (ICCD/ PDF 4 # 01-078-7909) sebagai
Pembanding
Tabel 4.2 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 60oC
35
Tabel 4.3 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 80oC
36
Tabel 4.4 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 100oC
37
Tabel 4.5 Massa Material Aktif Lembaran Katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C
43
Tabel 4.6 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
44
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu
Pengeringan 60oC
Tabel 4.7 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu Pengeringan 80oC
45
Tabel 4.8 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu Pengeringan 100oC
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
Gambar 2.1 Skema Prinsip Kerja Baterai Ion Lithium
6
Gambar 2.2 Tiga Model Host dari Bahan Anoda dan Katoda
7
Gambar 2.3 Fenomena Konduktifitas Ionik dan Elektronik
8
pada Material Katoda
Gambar 2.4 Ilustrasi Skematis pada Struktur Kristal dari
9
(a) LiCo02 (Struktur Layered), (b) LiMn2O4 (Struktur Spinel),
dan (c) LiFePO4 (Struktur Olivine)
Gambar 2.5 Ikatan Partikel Komposit Baterai Ion Lithium
12
Gambar 2.6 Pola Difraksi Sinar-X yang Terhambur oleh Kisi dalam
Bidang Kristal
Gambar 2.7 Interaksi Antara Elektron dengan Permukaan Sampel
15
Gambar 2.8 Skema Scanning Elektron Microscope (SEM)
18
Gambar 2.9 Hasil Pengukuran Impedansi Komponen Sel.
19
Gambar 2.10 Voltamogram Siklik dengan Arus sebagai Fungsi Potensial
21
Gambar 3.1 Hasil Pemotongan Lembaran Katoda LiFe0.9Ni0.1PO4 /C
27
Gambar 3.2 Hasil Pemotongan Lembaran Seperator
22
Gambar 3.3 Susunan Baterai Sekunder Berbentuk Coin Cell
28
Gambar 3.4 Diagram Alir Pembuatan Lembaran Katoda
29
17
LiFe0,9Ni0,1PO4 /C
Gambar 4.1 Hasil Analisis XRD dari Sampel LiFe0,9Ni0,1PO4/C dan
LiFePO4 (ICCD / PDF 4 # 01-078-7909) Digunakan
30
Sebagai Pembanding
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Hasil SEM Lembar Katoda Berupa Komposit
33
Keramik LiFe0.9Ni0.1PO4/C sebagai Filler, PVdF
sebagai Binder, dan AB sebagai Zat Aditif
Gambar 4.3 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 60oC
35
Gambar 4.4 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 80oC
36
Gambar 4.5 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 100oC
37
Gambar 4.6 Hubungan Suhu Pengeringan dengan Hasil Konduktifitas Total
38
Gambar 4.7 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 60oC
40
Gambar 4.8 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 80oC
41
Gambar 4.9 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 100oC
42
Gambar 4.10 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 60oC
44
Gambar 4.11 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 80oC
45
Gambar 4.12 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 100oC
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul
Halaman
A
Alat-Alat Percobaan
L1
B
Bahan-bahan Percobaan
L4
C
Sampel Pengujian
L6
D
Alat Pengujian
L7
E
Perhitungan Data Pengujian
L8
F
Hasil SEM
L12
G
Hasil EIS
L14
H
Hasil Pengujian XRD
L18
Universitas Sumatera Utara
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
KHAIRANI NASUTION
110801030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0,9Ni0,1PO4/C
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
KHAIRANI NASUTION
110801030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0.7Mn0.2Ni0.1PO4/C DENGAN
VARIASI SUHU PENGERINGAN
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2015
Khairani Nasution
110801030
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah
memberikan rahmat dan karunia sehingga penulis dapat menyelasikan tugas akhir.
Salawat beriring salam teruntuk Nabi besar Muhammad SAW yang menjadi
teladan dalam menjalani kehidupan.
Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera
Utara.
Untuk
memenuhi
persyaratan
tersebut
diatas
penulis
mengerjakan tugas akhir dengan judul : Pembuatan Lembaran Katoda
LiFe0.9Ni0.1PO4/C Dengan Variasi Suhu Pengeringan. Yang dilaksanakan di
Laboratorium Baterai Lithium Indonesia dan Laboratorium material Pusat
Penelitian Fisika (P2F) LIPI Serpong, Tangerang Selatan sesuai dengan waktu
yang telah di tetapkan. Penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih
kepada:
1.
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.
2.
Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku dosen pembimbing I, Dr. Ir Bambang
Prihandoko, M.T selaku dosen pembimbing II di LIPI yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam melakukan penelitian
dan penyelesaian skripsi ini.
3.
Prof. Pardamean Sebayang, M.S, Slamet Priyono,M.Si dan seluruh staf
peneliti baterai beserta pegawai administrasi di Pusat Penelitian Fisika (P2F)
LIPI yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan masukan kepada
penulis serta fasilitas kepada penulis selama penelitian.
4.
Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sangat spesial penulis
hanturkan dengan rendah hati dan rasa hormat kepada kedua orang tua
penulis yang tercinta. Ayahanda Helmi Nasution dan Ibunda Siti Esah Lubis
Universitas Sumatera Utara
serta kedua kakak penulis yang dengan segala pengorbanannya tak akan
pernah penulis lupakan atas jasa-jasa mereka atas dorongan moril yang paling
efektif bagi kelanjutan studi penulis hingga saat ini.
5.
Meilia , Shelly , Kartika , Suci , Yuni, Sri Rahmawati, Leni dan seluruh
mahasiswa Fisika angkatan 2011 yang memberikan dukungan kepada
penulis..
6.
Rekan-rekan kelompok baterai di Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI Kak
Resa, Mas Eddy, Kak Ali yang selalu siap membantu saya di laboratorium
baterai.
Penulis berharap tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pengembangan
ilmu pengetahuan dalam bidang baterai ion lithium. Penulis mengharapkan kritik
dan masukan yang membangun atas hasil penelitian ini sebagai proses
perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis,
Khairani Nasution
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN LEMBARAN KATODA LiFe0,9Ni0,1PO4/C
DENGAN VARIASI SUHU PENGERINGAN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C yang
akan digunakan sebagai katoda pada baterai lithium. Bahan yang dipergunakan
adalah serbuk material aktif LiFe0,9Ni0,1PO4/C sebagai filler, bahan polimer PVdF
sebagai matrik, dan bahan aditif konduktif yaitu acetylene black. Teknik
pembuatan lembaran menggunakan metoda doctor blade. Penelitian dilakukan
untuk mendapatkan suhu pengeringan yang optimum dalam pembuatan lembaran
katoda dengan melakukan variasi suhu pengeringan 60oC, 80oC, 100oC.
Identifikasi fasa yang terbentuk dari sebuk material aktif katoda dilakukan dengan
XRD. Struktur morfologi lembaran dengan SEM. Dari penelitian ini didapatkan
lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C menghasilkan konduktifitas tertinggi dengan
alat Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) adalah 1,8 x 10-5 S/cm.
Performa baterai dilakukan dengan menggunakan pengujian kapasitas charge/
discharge. Lembaran katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C dengan suhu pengeringan 80oC
mengahsilkan spesifik kapasitas discharge sebesar 28,3 mAh/g sesuai dengan
hasil CV.
Kata kunci: LiFe0,9Ni0,1PO4/C, katoda, suhu pengeringan, konduktifitas listrik,
ion lithium.
Universitas Sumatera Utara
PREPARATION OF LiFe0,9Ni0,1PO4/C CATHODE SHEETS
WITH VARIOUS OF DRYING TEMPERATURE
ABSTRACT
A research on the preparation of LiFe0,9Ni0,1PO4/C cathode sheets wich will be
used as cathode of lihium battery has been conducted. The materials are active
material powders of LiFe0,9Ni0,1PO4/C as filler, the polymer material PVdF as
matriks, and conduvtive additives are acetylene black. The technique of making a
sheet is using doctor blade methode. Research has been done to get optimum
drying temperature in the fabrication of cathode sheets by doing a variety of
drying temperature is 60oC, 80oC, and 100oC. Identification phase from the active
material powder of cathode was done by XRD. Morphological structure sheet
with SEM. The research showed that the LiFe0,9Ni0,1PO4/C cathode sheets has a
highest conductivity was 1,8 x 10-5 S/cm. Battery performance was analyzed by
charge/ discharge capacity test. The drying temperature of 80oC showed
discharge specific capacity of LiFe0,9Ni0,1PO4/C is 28,3 mAh/g in accprdance with
the result of CV.
Keywords:
LiFe0,9Ni0,1PO4/C, cathode,
conductivity, lithium ion.
drying
temperature,
electrical
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
xii
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
2
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Tujuan Penelitian
3
1.4 Manfaat Penelitian
3
1.5 Batasan Masalah
3
1.6 Sistematika Penulisan
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Baterai Lithium
5
2.2 Bahan Elektroda
7
2.2.1 Material Katoda
7
2.2.1.1 Litihum Iron Phospat (LiFePO4)
10
2.2.1.2 Litihum Nickel Phospat (LiNiPO4)
10
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Material Anoda
10
2.3 Bahan Elektrolit
11
2.4 Material Komposit
12
2.4.1 Polyvinylidene fluoride (PVdF)
13
2.4.2 Acetylene Black (AB)
13
2.4.3 Pelarut DMAC (N-Dimethylactamide)
14
2.5 Pengujian Material
15
2.5.1 X-Ray Diffraction (XRD)
15
2.5.2 Scanning Elektron Microscope (SEM)
16
2.5.3 Electrochemical Impedance (EIS)
18
2.5.4 Cyclic Voltammetry (CV)
20
2.5.5 Charge/ Discharge (CD)
21
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
23
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
23
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian
23
3.2.1 Peralatan Penelitian
22
3.2.2 Bahan Penetilian
25
3.3 Tahapan Penelitian
25
3.3.1 Pembuatan Slurry Material Aktif LiFe0,9Ni0,1PO4/C
24
3.3.2 Cetakan Lembaran Katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C
26
3.3.3 Proses Calendering dan Cutting
27
3.3.4 Proses Pembuatan Coin Cell
28
3.4 Diagram Alir Penelitian
29
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1 Hasil dan Analisa XRD (X-Ray Diffraction)
30
4.2 Hasil dan Analisa SEM (Scanning Electron Miscroscope)
31
Universitas Sumatera Utara
4.3 Hasil dan Analisa EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) 34
4.4 Hasil dan Analisa CV (Cyclic Voltammetry)
39
4.5 Hasil dan Analisa CD (Charge/ Discharge)
43
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
48
5.1Kesimpulan
48
5.2 Saran
48
DAFAR PUSTAKA
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
Tabel 2.1 Karakteristik Elektrokimia Tiga Kelas dalam Penyisipan
9
Senyawa
Tabel 2.2 Sifat Umum Polyvinylidene Fluoride (PVdF)
13
Tabel 2.3 Sifat Umum Actylene Black (AB)
14
Tabel 2.4 Sifat Fisik dan Kimia DMAC
15
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Analisis XRD sampel LiFe0,9Ni0,1PO4/C
31
dan LiFePO4 (ICCD/ PDF 4 # 01-078-7909) sebagai
Pembanding
Tabel 4.2 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 60oC
35
Tabel 4.3 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 80oC
36
Tabel 4.4 Hasil Konduktifitas dengan Suhu Pengeringan 100oC
37
Tabel 4.5 Massa Material Aktif Lembaran Katoda LiFe0,9Ni0,1PO4/C
43
Tabel 4.6 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
44
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu
Pengeringan 60oC
Tabel 4.7 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu Pengeringan 80oC
45
Tabel 4.8 Parameter Pengujian Charge/ Discharge Sel Baterai
LiFe0,9Ni0,1PO4/C // LiPF6// Li Metal pada Suhu Pengeringan 100oC
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
Gambar 2.1 Skema Prinsip Kerja Baterai Ion Lithium
6
Gambar 2.2 Tiga Model Host dari Bahan Anoda dan Katoda
7
Gambar 2.3 Fenomena Konduktifitas Ionik dan Elektronik
8
pada Material Katoda
Gambar 2.4 Ilustrasi Skematis pada Struktur Kristal dari
9
(a) LiCo02 (Struktur Layered), (b) LiMn2O4 (Struktur Spinel),
dan (c) LiFePO4 (Struktur Olivine)
Gambar 2.5 Ikatan Partikel Komposit Baterai Ion Lithium
12
Gambar 2.6 Pola Difraksi Sinar-X yang Terhambur oleh Kisi dalam
Bidang Kristal
Gambar 2.7 Interaksi Antara Elektron dengan Permukaan Sampel
15
Gambar 2.8 Skema Scanning Elektron Microscope (SEM)
18
Gambar 2.9 Hasil Pengukuran Impedansi Komponen Sel.
19
Gambar 2.10 Voltamogram Siklik dengan Arus sebagai Fungsi Potensial
21
Gambar 3.1 Hasil Pemotongan Lembaran Katoda LiFe0.9Ni0.1PO4 /C
27
Gambar 3.2 Hasil Pemotongan Lembaran Seperator
22
Gambar 3.3 Susunan Baterai Sekunder Berbentuk Coin Cell
28
Gambar 3.4 Diagram Alir Pembuatan Lembaran Katoda
29
17
LiFe0,9Ni0,1PO4 /C
Gambar 4.1 Hasil Analisis XRD dari Sampel LiFe0,9Ni0,1PO4/C dan
LiFePO4 (ICCD / PDF 4 # 01-078-7909) Digunakan
30
Sebagai Pembanding
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Hasil SEM Lembar Katoda Berupa Komposit
33
Keramik LiFe0.9Ni0.1PO4/C sebagai Filler, PVdF
sebagai Binder, dan AB sebagai Zat Aditif
Gambar 4.3 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 60oC
35
Gambar 4.4 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 80oC
36
Gambar 4.5 Grafik Cole-cole Plot untuk Suhu Pengeringan 100oC
37
Gambar 4.6 Hubungan Suhu Pengeringan dengan Hasil Konduktifitas Total
38
Gambar 4.7 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 60oC
40
Gambar 4.8 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 80oC
41
Gambar 4.9 Cyclic Voltammtery pada Suhu Pengeringan 100oC
42
Gambar 4.10 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 60oC
44
Gambar 4.11 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 80oC
45
Gambar 4.12 Charge/ Discharge pada Suhu Pengeringan 100oC
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul
Halaman
A
Alat-Alat Percobaan
L1
B
Bahan-bahan Percobaan
L4
C
Sampel Pengujian
L6
D
Alat Pengujian
L7
E
Perhitungan Data Pengujian
L8
F
Hasil SEM
L12
G
Hasil EIS
L14
H
Hasil Pengujian XRD
L18
Universitas Sumatera Utara