BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi tidak akan lepas dari kehidupan manusia. Penyimpanan energi telah dan akan terus menjadi salah satu yang paling penting dalam teknologi karena konsumsi energi terus meningkat. Salah satu alasan meningkatrnya konsumsi energi adalah karena meningkatnya penggunaan perangkat elektronik portabel.Konsumsi energi yang semakin meningkat menyebabkan sumber energi semakin menipis.Oleh karena itu perlu adanya sumber energi alternatif. Salah satu upaya sumber energi alternatif adalah dengan caramengembangkan baterai.
Baterai sebagai penyimpanan energi merupakan pendukung utama dalam aplikasi energi baru dan terbarukan yang saat ini sedang dikembangkan di
Indonesia.Diantara banyak jenis baterai isi ulang, baterai ion lithium dinilai sebagai pilihan solusi terbaik untuk sumber energi alternatif karena baterai ion lithium memiliki kapasitas yang tinggi (150 – 275 mAh/g), ramah lingkungan dan memiliki lifecycle panjang (500-1000 siklus) (Armand, 2008), tidak ada memory effect
sehingga kapasitas baterai relatif konstan/tetap, kapasitas listrik dan tegangannya besar, sehingga memiliki kebebasan yang lebih luas untuk pemilihan material yang lebih ramah lingkungan sebagai material pembentuknya (Linden, 2002).
Pada komponen katoda material aktif, material katoda yang pertama digunakan pada baterai ion lithium adalah LiCoO2. Kemudian muncul material-material katoda lain seperti LiNiO2, LiMnO4, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, dan LiFePO4. LiFePO4 baru-baru ini secara ekstensif dipelajari sebagai material katoda untuk baterai ion lithium karena kapasitas teoritis tinggi (170 mAh/g), stabil,murah karena bahan dasarnya (besi) melimpah di alam, tidak memiliki memory effect dan ramah lingkungan. (Padhi dkk, 1997).Namun material ini memiliki kekurangan yaitu konduktivitas elektronik dan koefisien difusi ion lithiumnya yang rendah dan juga memiliki konduktivitas listrik yang rendah (10-9Scm-1
Material katoda harus memiliki kapasitas spesifik yang tinggi dan harus bersifat ionik konduktif dan elektronik konduktif. Hal ini berkaitan dengan peristiwa menerima dan melepas elektron pada proses elektrokimia, sehingga diperlukan material katoda dengan konduktivitas listrik yang tinggi. Konduktivitas listrik yang tinggi merupakan salah satu indikator bahwa material yang digunakan memenuhi persyaratan sebagai bahan baterai (Triwibowo, 2011).
) (Anies, 2011).
Untuk menghasilkan baterai dengan kapasitas tinggi, salah satu kriteria yang harus dimiliki lembaran katoda yaitu laminate merekat sempurna pada lembaran (tidak mudah rontok). Hal ini sangat berkaitan dengan suhu dan waktu pencampuran pada pembuatan slurry katoda LiFePO4
Penelitian ini membuat baterai coincell dengan bahan LiFePO
serta suhu pengeringan pada lembaran katoda yang dihasilkan. Dimana suhu dan waktu pencampuran yang baik akan menghasilkan slurry yang memiliki kehomogenitas tinggi sehingga lembaran yang dihasilkan akan optimal. Dan dengan suhu pengeringan yang baik maka lembaran akan merekat sempurna dan tidak mudah terlepas dari alumunium foil nya sehingga kapasitas yang akan dihasilkan tinggi.
4 : Super P :
1.2Rumusan Masalah
Untuk menghasilkan baterai coin cell yang memiliki kapasitas discharge tinggi, maka perumusan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimana morfologi dari lembaran katoda LiFePO4
2. Bagaimana pengaruh variasi waktu dan suhu pencampuran saat pembuatanslurry pada lembaran katoda LiFePO
yang dihasilkan terhadap kapasitas discharge baterai ion lithium ?
4
3. Bagaimana pengaruh variasi suhu pengeringan pada lembaran katoda LiFePO
terhadap kapasitas discharge baterai ion lithium ?
4 terhadapkapasitas discharge baterai ion lithium ?
1.3Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Pembuatan material katoda merupakan campuran dari LiFePO4 sebagai
material aktif, Super P sebagai zat aditif, PVDF sebagai matriks dan DMAC sebagai pelarut. Perbandingan komposisi antara LiFePO4
2. Membuat slurry dengan variasi waktu pencampuran 3 jam, 5 jam dan 7 jam pada suhu ruangan (29˚C) dan variasi suhu pencampuran 29˚C, 50˚C dan 60˚C dengan waktu pencampuran selama 5 jam dan dikeringkan dengan suhu 120˚C selama 3 jam.
: Super P : PVDF yaitu 85 : 10 : 5 dengan DMAC 20 mL pada saat pembuatan slurry.
3. Membuat lembaran katoda LiFePO4
4. Membuat baterai coin cell dengan bahan katoda LiFePO
dengan variasi suhu pengeringan 80˚C, 100˚C dan 120˚C selama 3 jam.
4
5. Pengujian karakteristik serbuk LiFePO
dan lithium metal sebagai anoda serta LiPF6 sebagai elektrolit.
4 dengan XRD dan lembaran katoda
1.4Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk menghasilkan lembaran katoda LiFePO4
2. Untuk mengetahui pengaruh variasi suhu dan waktupencampuran pada pembuatanslurry katoda LiFePO
yang akan dimanfaatkan sebagai bahan dalam pembuatan baterai ion lithium.
4terhadap kapasitas discharge baterai ion
lithium
3. Untuk mengetahui pengaruh variasi suhu pengeringan pada lembaran katoda LiFePO
.
4 terhadap kapasitas discharge baterai ion lithium.
1.5 Manfaat Penelitian.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi yang positif terhadap: 1. Memberikan informasi ilmiah mengenai cara pembuatan lembaran katoda
dengan material aktif LiFePO4
2. Menghasilkan lembaran katoda LiFePO
, zat aditif adalah Super P dan PVDF sebagai
matriks.
1.6Sistematika 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 TinjauanPustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengembilan data, analisa data serta pembahasan.
Bab 3 MetodologiPenelitian
Bab ini membahas tentang rancangan penelitian, tempat dan waktu penelitian, peralatan dan bahan penelitian, prosedur penelitian serta diagram alir penelitian.
Bab 4 Hasil dan PembahasanPenelitian
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
