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

(1)

PEMBUATAN

SERBUK LiBOB (LITHIUM BIS(OXALATO) BORATE) SEBAGAI ELEKTROLIT BATERAI LITHIUM DENGAN VARIASI

TEMPERATUR PEMANASAN.

SKRIPSI

WIRIYA SASMITA

110801018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PEMBUATAN

SERBUK LiBOB (LITHIUM BIS(OXALATO) BORATE) SEBAGAI ELEKTROLIT BATERAI LITHIUM DENGAN VARIASI

TEMPERATUR PEMANASAN.

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat UntukMenyelesaikan Program Sarjana Sains Bidang Fisika

WIRIYA SASMITA

110801018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

PERNYATAAN

PEMBUATAN SERBUK LiBOB (LITHIUM BIS(OXALATO) BORATE)

SEBAGAI ELEKTROLIT BATERAI LITHIUM DENGAN VARIASI

TEMPERATUR PEMANASAN.

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa Skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 10 Agustus 2015

WIRIYA SASMITA

(4)

PENGHARGAAN

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT

yang telah memberikan rahmat, berkah, serta hidayah-Nya kepada penulis

sehingga dapat menyelasaikan Skripsi ini tepat pada waktunya.Skripsi ini dibuat

sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi

Sarjana Sains bidang Fisika pada Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir yang penulis buat

adalah”PEMBUATAN SERBUK LiBOB (LITHIUM BIS(OXALATO) BORATE

) SEBAGAI ELEKTROLIT BATERAI LITHIUM DENGAN VARIASI

TEMPERATURE PEMANASAN”.

Dalam menyelesaikan Skripsi ini, penulis banyak sekali mendapatkan doa,

bantuan, dukungan, serta motivasi baik secara langsung maupun yang tidak

langsung. Atas bebagai hal tersebut, pada kesempatan ini penulis menghaturkan

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Sutarman,M.Sc Selaku Dekan FMIPA USU

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi,

M.Sc Selaku Ketua Departemen Fisika dan Sekretaris Departemen

Fisika yang telah banyak membantu dalam pembuatan surat-surat

untuk melengkapi berkas-berkas penelitian.

3. Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si.,M.Si selaku dosen Pembimbing I di

kampus Universita Sumatera Utara yang bersedia membantu saya

dalam membimbing serta Koordinator seminar di Kampus.

4. Bapak Dr.Ir. Bambang Prihandoko. MT selaku dosen pembimbing II

atas segala bimbingan dan kesabarannya selama penelitian untuk

skripsi di LIPI.

5. Dra. Titik Lestariningsih selaku pembimbing lapangan yang rela

meluangkan waktunya kepada penulis ditengah kesibukan dan atas

segala waktu yang disediakan dalam mentransfer wawasan dan rela

memberikan bahan-bahan literatur.

6. Bapak Achmad Subhan S.Si,M.T atas segala waktu yang disediakan

(5)

7. Keluargaku Tercinta : Ayahanda Muhammad Jais, Ibunda Umi

Kalsum, Kakak Yatima Hariani, Abang Ipar Nanang, Adikku Widiya

Sarasmita yang telah memberikan do’a, dukungan dan semangat

kepada penulis.

8. Teman seperjuangan stambuk 2011 yang tidak dapat disebutkan oleh

penulis satu persatu.

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih mempunyai kekurangan

disebabkan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki,

walaupun penulis duah berusaha untuk yang terbaik.Oleh sebab itu dengan

kerendahan hati, penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi

kesempurnaan tulisan ini.

Medan, 10 Agustus 2015

Penulis

110801018

(6)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan serbuk LiB(C2O4)2 atau

Lithium bis (oxalato) borate atau LIBOB. LIBOB merupakan kandidat utama

pengganti LiPF6 yang merupakan elektrolit baterai lithium yang sangat beracun

dan berbahaya bagi kesehatan manusia.LiBOB mempunyai kelebihan yaitu tidak

membentuk gas dan lebih ramah lingkungan karena senyawa tersebut tidak

mengandung unsur halogen yang berpotensi mencemari lingkungan. Tahapan

proses yang dilakukan meliputi perhitungan komposisi, penimbangan,

pencampuran dan pembakaran. Untuk mengetahui fasa dan mengidentifikasi

spektrum pada sampel dilakukan analisa XRD dan FTIR. Proses ini dimulai

dengan perhitungan komposisi bahan kimia asam oksalat dihidrat (H2C2O4.2H2O),

asam borat (H3BO3), dan Litium hidroksida (LiOH), dengan rasio mol 2:1:1.

Selanjutnya serbuk dicampur dengan digerus sehingga diperoleh campuran yang

cukup rata.Dilakukan pembakaran dengan suhu 120oC, 110oC dan

100oC.Kemudian serbuk LiBOB yang dihasilkan dianalisa dengan XRD dan

FTIR. Hasil XRD menunjukan fasa yang terbentuk adalah fasa LiBOB , fasa

LiBOB hidrat, fasa metaborit (HBO2) dan fasa litium hidroksida hidrat (Li(OH)

(H2O). Dan hasil FTIR menunjukan gugus fungsi C=O, C=O, COO, C-O-B-O-C,

C-O-C, O-B-O, COO, B-O.

(7)

ABSTRACT

A research on the manufacture of powder lib(C2O4)2 or Lithium bis

(oxalato) borate or LIBOB. LIBOB is a prime candidate replacement LiPF6

electrolyte lithium batteries which are highly toxic and dangerous to human

health. LiBOB has the advantage that no gas form and is more environmentally

friendly because the compound does not contain halogens which could potentially

pollute the environment. Stages of the process was conducted on the composition

calculation, weighing, mixing and combustion. To determine the phase and

identify the spectrum of the sample XRD and FTIR analysis. This process begins

with the calculation of the chemical composition oxalic acid dihydrate (H2C2O4

.2H2O), boric acid (H3BO3), and Lithium hydroxide (LiOH), with a mole ratio of

2: 1: 1. Furthermore, the powder is mixed with crushed so obtained mixture is

fairly flat. Do 120oC 110oC and 100oC temperature combustion,. Then powder

produced LiBOB analyzed by XRD and FTIR. XRD results showed that the phase

is a phase formed LiBOB, LiBOB hydrate phase, a phase metaborit (HBO2) and

lithium hydroxide hydrate phase (Li(OH) (H2O). And the FTIR results showed

functional group C=O, C=O, COO, C-O-B-O-C, C-O-C, O-B-O, COO, B-O.

(8)

DAFTAR ISI

2.1PengertianBateraiLithium ... 6

2.2BahanElektroda ... 8

(9)

2.2.2.Grafit ... 9

3.1 BahandanAlatPenelitian ... 20

3.1.1. BahanPenelitian... 20

3.1.2 AlatPenelitian ... 20

3.2 Proses Pembuatan LiBOB ... 22

3.3 Proses Pembuatan Sampel ... 23

3.3.1. Penentuan Komposisi Bahan ... 23

3.3.2 Proses Pencampuran dan Penggerusan Serbuk ... 23

3.3.3 Pembakaran Dengan Perlakuan Khusus... 24

3.4. Uji Karakterisasi XRD ... 24

3.5. Uji FTIR ( Fourier Transform Infrared )……… ... 25

3.6. Uji Charge-Discharge………... 27

3.7. Uji CV ( Cyclic Voltammetry )... 28

(10)

4.1 Hasil Pengujian Karakterisasi XRD ... 31

4.2 Hasil Pengujian Spektroskopi FTIR ... 34

4.3 Hasil Pengujian Charge-Discharge ... 37

4.4 Hasil Pengujian CV ( Cyclic Voltammetry ... 38

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 39

5.1 Kesimpulan ... 39

5.2 Saran ... 39

DAFTAR PUSTAKA... xi

LAMPIRAN... xii

(11)

Halaman

Gambar 4.1.1 Grafik Pengjuian Difraktogramsinar-X serbukLiBOB A1… 30

Gambar 4.2.1 Grafik Pengjuian FTIRserbukLiBOB A1……….. 34

Gambar 4.2.2 Grafik Pengjuian FTIRserbukLiBOB A1……….. 35

Gambar 4.2.3 Grafik Pengjuian FTIRserbukLiBOB A1………. 35

Gambar 4.3.1.Grafik Pengjuian Charge-Discharge………..… 37

Gambar 4.3.2.Grafik Pengjuian Discharge LiBOB A1………. 38