BAB 1
PENAHULUAN
1.1Latar Belakang
Baterai kini telah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari. Untuk kehidupan modern saat ini baterai sudah menjadi sebuah kebutuhan yang melekat pada setiap aktivitas terutama yang berhubungan dengan piranti elektronika. Pengembangan baterai yang kian hari kian maju menuju arah lebih baik, terus dilakukan oleh para ahli. Apalagi saat ini masyarakat dunia tengah berupaya mencari energi alternatif non migas. Pemanfaatan baterai sebagai media penyimpan energi alternatif menjadi energi listrik. Hal ini sebagai upaya untuk mengurangi ketergantungan pada minyak bumi.
Baterai merupakan salah satu bentuk teknologi penyimpan energi yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan energi kimia menjadi energi listrik kembali. Pada saat pengisian (charge) energi listrik diubah menjadi energi kimia dan pada saat pengosongan (discharge) energi kimia diubah menjadi energi listrik (Kesuma, 2010).
Baterai ion lithium sering digunakan karena densitas energinya yang tinggi, kinerja yang baik, life timenya lama, ramah lingkungan dan tidak ada effect memory seperti yang terjadi dengan baterai nikel-kadmium Cd) atau nikel-hidrida (Ni-MH). Baterai lithium biasanya digunakan untuk elektronik portabel seperti telepon seluler dan laptop (Yoshio,et al., 2009).
Material katoda pada baterai ion litium yang telah disintesis yaitu LiMn2O4,
LiCoO2 dan LiFePO4. Dari ketiganya material katoda yang sedang dikembangkan
saat ini yaitu lithium iron phospat atau disebut juga lithium ferro phospat (LiFePO4)
yang memiliki keunggulan yaitu biaya pembuatan lebih murah dibandingkan LiCoO2
dan LiMn2O4 karena bahan–bahan pembentuknya mudah didapatkan dialam, tidak
beracun, kapasitas sebesar 170 mAh/g, dan ramah lingkungan (Sari, dkk., 2014).
Namun dengan berbagai kelebihan tersebut, LiFePO4 memiliki kelemahan
sebagai bahan katoda komersial dalam baterai Li-ion karena tingkat kemampuan yang rendah, yang dikaitkan dengan konduktivitas elektronik yang rendah sebesar 10
-9
S/cm dan gerakan difusi antar muka yang lambat pada ion litium LiFePO4
Yucui Ge, dkk (2010) telah melakukan penelitian tentang optimasi doping Ni pada nanokomposit LiFePO
(Efhana, dkk., 2014).
4/C dengan peforma rate terbaik. Sumber carbon yang
digunakan yaitu polyvinyl alcohol. Hasil konduktifitas yang didapat pada LiFePO4/C
yang telah didoping dengan Ni yaitu 2,1x10-1
Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai LiFePO S/cm.
4/C
yang didoping dengan Ni dan dengan menggunakan sumber carbon yang berbeda. Dalam penelitian ini salah satu cara untuk mempercepat difusi ion lithium dari material LiFePO4 yaitu dengan penambahan doping unsur nikel (Ni) dan
meningkatkan konduktivitas dengan cara melapisi material aktif dengan carbon yaitu tapioka. Dimana menurut Wolfenstine (2005) LiNiPO4 dapat mempercepat difusi ion
lithium. Sehingga diharapkan LiFePO4 yang telah didoping dengan Ni dapat
mempercepat pergerakan ion lithium dan pelapisan carbon dengan tapioka dapat meningkatkan konduktifitas dari material LiFePO4 yang telah didoping dengan Ni.
1.2Rumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimanakah proses pembuatan LiFePO4
2. Berapakah konduktifitas LiFe
sebagai material aktif katoda pada baterai lithium dengan doping Ni?
0.9Ni0.1PO4
3. Berapakah perbandingan komposisi yang optimum antara LiFe
setelah dilapisi dengan tapioka sebagai sumber carbon?
0.9Ni0.1PO4 dan
tapioka sebagai sumber pelapisan carbon?
1.3Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Membuat material aktif katoda LiFePO4
2. Material aktif katoda dibuat menggunakan metode metalurgi serbuk dan pelapisan carbon dilakukan dengan metode pirolisis.
dengan doping Ni dimana perbandingan molar antara Fe : Ni sebesar 0.9: 0.1.
3. Pelapisan carbon dengan tapioka dilakukan pada variasi perbandingan tapioka : LiFe0.9Ni0.1PO4 sebesar 1:4 ; 1:5 dan 1:6 pada setiap sampel. Sampel
dikarakterisasi menggunakan alat X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).
1.4Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui proses pembuatan LiFePO4
2. Mengetahui besar konduktifitas LiFe
sebagai material aktif katoda pada baterai lithium dengan doping Ni.
0.9Ni0.1PO4
3. Mengetahui perbandingan komposisi yang optimum antara LiFe
setelah dilapisi dengan tapioka sebagai sumber carbon.
0.9Ni0.1PO4 dan
tapioka sebagai sumber pelapisan carbon.
1.5Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk memberikan informasi ilmiah mengenai proses pembuatan LiFePO4
2. Untuk mendapatkan material aktif katoda dengan konduktifitas yang tinggi sehingga dapat diaplikasikan kedalam pembuatan baterai ion lithium.
sebagai material aktif katoda pada baterai lithium dengan doping Ni.
1.6Sistemaika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut: Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
Bab 3 Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang rancangan penelitian, tempat dan waktu penelitian, peralatan dan bahan penelitian, prosedur penelitian serta
diagram alir penelitian.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan Penelitian
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini menyajikan kesimpulan dari seluruh kegiatan dan hasil penelitian dan berisi saran-saran yang diperlukan untuk pengembangan dan penelitian lebih lanjut.
Daftar Pustaka
Berisi tentang literatur yang digunakan sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir ini.
