SINTESIS LITHIUM MANGAN OKSIDA (LiMn2O4)UNTUK KATODA
BATERAI LITHIUM ION
ABSTRAK
Telah disintesis material katoda LiMn2O4 untuk baterai Li-ion dengan metode solid state reaction. Dalam penelitian ini, sintesis dilakukan dengan variasi sumber lithium. Bahan baku yang digunakan berupa LiOH.H2O, MnO2 dan Li2CO3 yang dicampurkan menjadi prekursor LiMn2O4. Prekursor ini di sintering pada temperatur 8000C selama 4 jam dalam atmosfer udara menjadi serbuk. Serbuk tersebut ditumbuk dan diayak menjadi partikel yang lebih halus. Serbuk dikarakterisasi dengan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengidentifikasi fasa dan struktur Kristal. Serbuk tersebut juga diukur wavenumbernya dengan menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsi. Lembaran LiMn2O4 dibuat dengan mencampurkan material aktif dengan PVDF dan AB dengan perbandingan 85%: 10%: 5% dengan menggunakan pelarut N,N-Dimethylacetamide (DMAC) menjadi slurry. Kemudian
slurry dilapiskan pada Al foil menjadi sebuah lembaran. Automatic battery cycler
digunakan untuk mengukur performa elektrokimia dan kapasitas spesifik sel baterai. Analisa XRD menunjukkan sampel yang disintesis dengan Li2CO3 memiliki tingkat kristalinitas dan kemurnian yang lebih tinggi daripada sampel yang disintesis dengan LiOH.H2O. Analisa FTIR menunjukkan bahwa kedua sampel memiliki gugus fungsi yang sama tetapi sampel dengan sumber Li2CO3 cenderung untuk mengalami degradasi. Data Cyclic Voltammetry menunjukkan sampel dengan LiOH.H2O memiliki performa elektrokimia yang lebih baik. Hal ini ditunjukkan dengan adanya dua pasang puncak oksidasi/reduksi lebih tajam dari pada sampel dengan Li2CO3, tetapi sampel dengan Li2CO3 memiliki kapasitas spesifik yang lebih tinggi (64,78 mAh/g) dari pada sampel dengan LiOH.H2O (51,59 mAh/g).
Kata Kunci : Material katoda, Performa elektrokimia, Baterai Li-ion, Lithium Mangan Oksida,
SYNTHESIS LITHIUM MANGANESE OXIDE (LiMn2O4) FOR LITHIUM
ION BATTERY CATHODE
ABSTRACT
LiMn2O4 as cathode material for Li ion battery has been synthesized via solid state reaction method. In this research, the synthesis has been done by varying of lithium source. Raw materials such as LiOH.H2O, MnO2 and Li2CO3 were mixed to become precursors of LiMn2O4. The precursors were sintered with high temperature furnace at 8000C for 4 hours in air atmosphere become final product. The final products were grinded and sieved to become finer particle. The products were characterized by X-Ray Diffraction (XRD) to identify phases and crystal structure. Those also measured wavenumber with Fourier Transform Infra Red (FTIR) to find functional group. LiMn2O4 sheets were prepared by mixing active material with PVDF and AB in ratio 85%: 10%: 5% wt in N,N-Dimethylacetamide (DMAC) solvents to form slurry. Then slurry was coated on Al foil to form a sheet. Automatic battery cycler was used to measure electrochemical performance and specific capacity of the cell. XRD analysis showed that sample synthesized with Li2CO3 has higher crystalinity and more pristine than sample synthesized with LiOH.H2O. FTIR analysis revealed that both of samples have identically functional group but sample with Li2CO3 source tend to degradable. Cyclic voltammetry data gave information that sample with LiOH.H2O source has better electrochemical performance. It showed double oxidation/reduction peaks more clearly than sample with Li2CO3. but, sample with Li2CO3 source has higher specific capacity (64,78 mAh/g) than sample with LiOH.H2O (51,59 mAh/g).
Keywords : Cathode material, electrochemical performance, Li-ion batteries, Lithium mangan oksida,
