BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan energi yang mengandalkan bahan bakar fosil diperkirakan memiliki dampak masa depan yang buruk pada ekonomi dunia dan ekologi (Winter,2004). Transportasi global yang saat ini didominasi bergantung pada satu sumber daya fosil tunggal, yaitu minyak bumi yang memasok 95% dari total energi yang digunakan untuk transportasi. Bahkan, sekitar 62% dari semua penggunaan minyak dunia terjadi di sektor transportasi (Vikstrom,2013). Produksi energi elektrokimia menjadi pertimbangan serius sebagai sumber energi/ listrik alternatif, produksi energi ini dirancang untuk menjadi lebih berkelanjutan dan lebih ramah lingkungan (Winter,2004). Baterai adalah perangkat yang menyimpan energi untuk penyediaan tenaga listrik (Anuphapparadon, 2014). Total volume semua jenis baterai yang masuk Uni Eropa per tahun adalah, sekitar 800.000 ton baterai otomotif, 190.000 ton baterai industri, dan 160.000 ton baterai konsumen. Data ini dari tahun 2009 dan menunjukan peningkatan penggunaan baterai.
Gambar 1. Penggunaan Baterai Dunia Tahun 2009
seperti perangkat portabel dan kendaraan listrik. popularitas ini terutama disebabkan keunggulannya seperti kepadatan tinggi energi, bobot yang lebih ringan, tidak ada efek memory, dan tingkat self-discharge rendah bila dibandingkan dengan baterai isi ulang lainnya (Zhao, 2017). Saat ini, lithium titanium oksida (Li4Ti5O12), sering disebut LTO, sebagai anoda dianggap sebagai pilihan yang lebih baik daripada anoda grafit konvensional, karena zero-strain, ukuran partikel kecil, tidak ada pembentukan Solid Electrolyte Interphasa (SEI), tidak ada pelapisan lithium saat pengisian cepat dan pengisian di bawah suhu rendah, dan stabilitas termal di bawah suhu tinggi, dll. Jadi lithium ion dengan LTO anoda menunjukkan siklus hidup yang sangat panjang (Han, 2014).
ester dan keton dapat menyebabkan pelepasan energi yang rendah. Silica (serat kaca) dan titanium dioksida akan mempercepat dekomposisi termal pada bahan PVDF. Dari informasi toksikologi, data pada bahan ini yang mengandung racun adalah sebagai berikut: Etena, 1,1-difluoro-, homopolimer (MTI-PVDF, 2000).
Berdasarkan kelemahan dari binder PVDF maka dalam penelitian ini akan digunakan binder yang lebih ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi kesehatan yaitu PTFE (Polytetrafluoroethylene). PTFE merupakan binder yang ramah lingkungan dan menggunakan pelarut berupa air yang tidak berbahaya bagi kesehatan. PTFE memiliki ketahanan kimia yang luar biasa, ketahanan panas dan dingin yang tinggi, bersifat isolasi, anti-patah, lentur, ketahanan tinggi terhadap api dan penyerapan air yang sangat rendah (Biron, 2007).
Pada percobaan sebelumnya yang telah dilakukan oleh Tri destika sari pada tahun 2011, penelitian mengenai pembuatan lembaran anoda dengan material aktif LTO dengan binder PTFE didapatkan hasil yang kurang memuaskan dengan kapasitas spesifik yang didapat sebesar 38 mAh/g dengan arus 0,5 mA. Lembaran anoda yang dihasilkan tidak merata (tidak homogen), dan terjadi pengelupasan/ tidak menempel pada Cu-foil yang menyebabkan buruknya performa kerja baterai yang dihasilkan. Pada penelitian sebelumnya tidak dilakukan proses pemanasan yang akan mempengaruhi kualitas dari slurry yang dibuat, sehingga pada percobaan ini akan dilakukan pemanasan dengan variasi suhu 40ºC, 50ºC dan 70ºC dengan tujuan untuk memperbaiki kualitas lembaran anoda yang dihasilkan untuk performa baterai yang lebih baik lagi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan diatas, maka permasalahan dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana cara membuat material LTO menjadi bahan anoda untuk baterai lithium dengan metode solid state reaction?
2. Bagaimana kualitas lembaran anoda menggunakan binder PTFE ?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui karakteristik termal precursor LTO
2. Untuk melakukan sintesis serbuk LTO sebagai bahan anoda dengan metode solid state reaction
3. Untuk mengetahui pengaruh variasi suhu pemanasan pada lembaran LTO 4. Untuk mengetahui performa elektrokimia yang dihasilkan
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pengaruh binder PTFE (Polytetrafluoroethylena) dalam pembuatan material anoda dan dapat menjadi inovasi baru dalam pemanfaatan PTFE yang ramah lingkungan sebagai rujukan untuk penelitian selanjutnya serta memberikan kontribusi yang positif terhadap kinerja dari baterai ion lithium.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Penelitian ini di fokuskan pada sintesis LTO (Li4Ti5O12) dan pembuatan lembaran anoda dengan binder PTFE (Polytetrafluoroethylena).
2. Bahan baku yang digunakan adalah LiOH.H2O (teknis) dan TiO2 (teknis). 3. Suhu sintering yang digunakan yaitu 900ºC.
4. Komposisi lembaran anoda terdiri dari Li4Ti5O12 (LTO), PTFE dan AB dengan perbandingan 85%: 10%: 5%.
5. Variasi suhu pemanasan dilakukan dengan variasi: 40ºC, 50ºC dan 70ºC.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data , analisa serta pembahasan.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir peneitian, prosedur penelitian dan pengujian sampel.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
