PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na
2Li
2Ti
6O
14SKRIPSI
ANDI MULYA
120801021
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na
2Li
2Ti
6O
14SKRIPSI
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
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF ANODA Na2Li2Ti6O14
OLEH :
ANDI MULYA NIM : 120801021
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
Dr. Kerista Sebayang, M.S Dr. Ir. Bambang Prihandoko M.T
NIP: 195806231986011001 NIP: 196512251987011001
Diketahui Oleh :
Departemen Fisika FMIPA USU Pusat Penelitian Fisika-LIPI Ketua, Kepala,
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Pelapisan Karbon pada
Bahan Aktif Anoda Na2Li2Ti6O14
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,
PERNYATAAN
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BAHAN AKTIF
ANODA Na
2Li
2Ti
6O
14SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2016
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 setulus-tulusnya 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
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
PENGARUH PELAPISAN KARBON PADA BHAN AKTIF ANODA 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 Na2Li2Ti6O14. 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.
THE INFLUENCE OF THE CARBON COATING ON THE ANODE ACTIVE
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 Na2Li2Ti6O14 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 pha se 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.
DAFTAR ISI
2.2. Baterai Ion Lithium 10
3.6.4. Karakterisasi Charge/Discharge 31
BAB 4. Hasil dan Pembahasaan
4.1. Karakteristik Material Anoda Na2Li2Ti6O14 32
4.1.1. Analisa Fasa dan Struktur Kristal Na2Li2Ti6O14
menggunakan XRD
32
4.2. Karakterisasi Sel terhadap Lembaran Na2Li2Ti6O14 34
4.2.1. Analisa EIS (Electrochemical Impedance
Spectroscopy)
35
4.2.2. Analisa Elektkimia dengan CV (Cyclic
Voltammetry)
38
4.2.3. Analisa CD (Charge Discharge) 39
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 41
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
Judul Halaman
3.1 Perbandingan komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
material anoda
25
3.2 Perbandingan Komposisi bahan dalam (gr) pada pembuatan
lembaran anoda
25
3.3 Komposisi bahan NaLiTi3O 28
4.1 Hasil analisis struktur kristal (parameter kisi) NaLiTi3O7 dan
TiO2
34
4.2 Resistansi sampel A1,A2,A3,A4 hasil uji EIS 37
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
Judul Halaman
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
SEI pada anoda grafit dalam baterai Li-ion
15
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,
A3 dan A4.
35
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,
A2, A, A4
38
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Judul Halaman
A Perhitungan Komposisi Bahan 44
B 1. Gambar Bahan Penelitian 47
2. Gambar Peralatan Penelitian 49
