Pembuatan Serbuk Libob (Lithium Bis(Oxalato) Borate ) Sebagai Elektrolit Baterai Lithium Dengan Variasi Temperature Pemanasan

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

LatarBelakang
Saat ini baterai lithium merupakan salah satu alat penyimpanan energi

paling canggih dan populer.Hal ini dikarenakan baterai lithium mempunyai
kapasitas yang besar, tahan lama, ringan dan tidak merusak lingkungan. Selain itu,
baterai litium dapat didesain sesuai ukuran yang diperlukan (fleksibel dalam
ukuran dan bentuk) .(U.Lischka, 1999)
Berdasarkan fakta tersebut baterai litium akan menjadi baterai yang
diunggulkan dimasa depan. Seiring dengan permasalahan itu, maka perlu adanya
penelitian dan pengembangan baterai litium untuk dapat mengaplikasikan baterai
sekunder.Secara umum baterai tersusun dari komponen-komponen seperti katoda,
anoda, separator dan elektrolit.Elektrolit merupakan salah satu material pada
baterai litium yang sangat penting. Material elektrolit baterai litium yang baru
ditemukan saat ini salah satunya adalah Lithium Bis(oxalate) Borate (LIBOB).

Material ini merupakan material elektrolit yang menjanjikan dan potensial untuk
pembuatan garam litium sebagai zat terlarut elektroilt dalam baterai litium
ion.(W.XU and C.A.Angel, 2001)
Lithium

bisoksalato

borate

atau

dikenalsebagai

LIBOB

merupakankandidat yang sangatmenjanjikansebagaigaramelektrolitbateraiLithium
ion.

Garamlithium

baruLithium

bis

(oxalato)

borate(LIBOB)

itudiungkapkanpertama kali padatahun 1999 olehLischka et al dan Xu Angell
sebagaielektrolit yang sangatmenjanjikandanmenguntungkanbagi baterai Li- ion
isi ulang. LiBOB mempunyai kelebihan yaitu tidak membentuk gas dan lebih
ramah lingkungan karena senyawa tersebut tidak mengandung unsur halogen yang
berpotensi mencemari lingkungan.(W.XU and C.A.Angel, 2001)
Dalam

perkembangannya

LiPF6 ini mempunyaibanyakkelemahanya

yaitustabilitas temperature sangatrendah dan mengandung unsur halogen seperti

fluor sehingga berpotensi mencemari lingkungan.Dan reaksi samping dari LiPF6
ini sangat sulituntukmemenuhi kepadatan energi yang tinggi untuk aplikasi

2

kendaraanListrik.Olehkarenaitupenelitian

tentang

pengembangan

garam

elektrolitbaterai lithium untuk menggantikan LiPF6 sangatpesat dilakukan oleh
peneliti.(Sasaki Y, 2001)
Beberapatahunterakhirini,

sejumlahmakalahmunculdalam

publikasi

menunjukkan kinerja yang baik untuk anodagrafitdankatodalogamtransisidalam
larutan yang mengandung LiBOB (dibandingkandalam larutan yang mengandung
LiPF6). Hal ini menunjukkanbahwastabilitasthermal larutanelektrolituntuk baterai
Li ion berdasarkan LiBOBjauhlebih tinggi dari pada garam Li lainnya (misalnya,
LiPF6, LiBF4).(S.S. Zhang, 2002)
Oleh karena itu, jelaslah bahwa perilaku thermal pada LiBOB adalah hal
yang menarik dan penting.Dalam beberapa tahun terakhir beberapa laporan
tentang thermal dari LiBOB muncul dalam makalah dengan perincian sebagai
berikut.Menurut

percobaan

termografimetri

Lithium-bis

(ocalato)

borat

o

sepenuhnya stabil sampai kira-kira 320 C. Diatas suhu ini akan terurai bukannya
mencair. Garam ini secara kimiawi stabil dalam larutan organic.(U. Lischka,
1999)
Beberapa penelitian yang menggunakan LiBOB sebagai komponen dari
baterai baik sebagai elektrolitmaupun sebagai aditif elektrolit lain telah dilakukan.
Para peneliti telah meneliti tentang penggunaan senyawa LiBOB sebagai bahan
aditif elektrolit padat LiPF6 untuk baterai Li-ion.Para peneliti telah melakukan
pengujian karakteristik senyawa LiBOB sebagai elektrolit baterai Li-ion dan
siklus kerjanya pada half cell LiMNO2.Para peneliti telah melakukan penelitian
mengenai studi penggunaan senyawa LiBOB untuk nanocomposite gel polymer
electrolytes (NCGPE) untuk baterai Li-ion.
LiBOB merupakan senyawa yang mudah untuk disintesis, yakni melalui
reaksi antara asam oksalat dihidrat, lithium hidroksida monohidrat dengan asam
borat.Berdasarkan studi literatur dapat diketahui bahwa beberapa metode
penelitian terkait sintesis senyawa LiBOB telah dilakukan.Meskipun demikian,
studi mengenai kinetika reaksi sintesis senyawa LiBOB sampai saat ini masih
sangat terbatas.(Yu, dkk 2007)

Oleh karena itu menjadi sangat penting untuk dilakukan penelitian tentang
pembuatan serbuk LiB(C2O4)2 atau LiBOB dari material PA dengan variasi suhu.

3

Adapun proses pembuatannya melalui metode pencampuran/penggerusan dengan
komposisi bahan baku (rasio mol H2C2O4.2H2O :LiOH : H3BO3 = 2:1:1 ) serta
pembakaran dengan temperature tertentu.
Adapun pengujian serbuk itu dikarakterisasi dengan XRD maupun FTIR.
Garam ini diaplikasi dengan Sel dan diuji dengan Charge-Discharge dan CV.
Untuk itu, fokus penelitian ini adalah mempelajari pembuatan serbuk LiBOB
dengan variasi suhu yang kemudian akan dipergunakan sebagai elektrolit.

1.2 RumusanMasalah.
1. Produk LIBOB selalu diikuti dengan senyawa hidrat (H2O) yang
mempengaruhi aplikasinya sebagai elektrolit baterai lithium.
2. Apakah proses pembuatan serbuk LiBOB dengan furnace vakum yang
kedap udara dapat menghadirkan reaksi hidrat?
3. Apakah proses pembuatan LIBOB dengan furnace vakum dapat
menurunkan suhu pemanasan?

1.3

TujuanPenelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mempelajari dan memahami serbuk LiBOB.
2. Membuat serbuk LiBOB dari material PA dengan variasi temperature
pemanasan.
3. Memverifikasikan hasil sampel LiBOB dengan uji karakterisasi melalui uji
XRD dan FTIR.
4. Mengaplikasikan garam LiBOB ke Uji Sel dengan CV dan ChargeDischarge.

1.4 BatasanMasalah
Batasan masalah untuk proses pembuatan elektrolit LiBOB dari bahan PA
dengan Variasi suhu :
1. Penentuan komposisi bahan dengan menggunakan perbandingan antara
jumlah mol dengan perhitungan stoikiometri.
2. Pembuatan serbuk sampel dengan menggunakan asam oksalat dihidrat
(H2C2O4.2H2O) , Lithium hidroksida(LiOH), dan Asam borat( H3BO3 )

4

3. Pembakaran sampel didalam Vacum Furnace selama beberapa jam
dengan variasi temperatur tertentu.
4. Pengujian serbuk hasil pembuatan dengan karakterisasi XRD maupun
FTIR dan diaplikasi dengan sel dan di uji dengan CV dan ChargeDischarge.
1.5 ManfaatPenelitian.
Penelitianinidiharapkandapatmenjadiacuandalammerekayasa
serbuk

LiBOB.Material

tersebutsemogadapatdigunakanuntukbaterai

material
Li-ion

isiulang yang penggunaanyasangatdibutuhkansaatini.

1.6

WaktudanTempatPenelitian.
Penelitian ini dilaksanakan pada :
NamaInstansi : Pusat Penelitian Fisika (P2F)
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Alamat

: Kawasan Puspitek Serpong, Tanggerang 15314,
Telepon (021) – 7560570, 70618892
Fax (021) – 7560554

1.7

Webside

: www.fisika.lipi.go.id

Waktu

: 05 Februari 2015 – 10 Mei 2015

SistematikaPenulisan
Sistematika penulisan laporan yang merupakan analisa dari hasil penelitian
meliputi :

BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
perumusan masalah, batasan masalah, waktu dan tempat pelaksanaan, serta
sistematika penulisan.

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini mengurai kan tentang pengertian dan teori-teori yang digunakan sebagai
landasan atau dasar dari laporan ini.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini menguraikan tentang peralatan dan bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian serta tahapan sintesis serbuk LiBOB dengan komposisi bahan
penyusunnya yang optimal.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menguraikan tentang hasil pembuatan serbuk LiBOB yang telah dibuat

dan bagaimana hasil uji bahan dengan FTIR, XRD, CVdan CHARGEDISCHARGE.
BAB V KESIMPULAN
Bab ini menguraikan tentang hasil kesimpulan pembuatan serbuk LiBOB.