LAPORAN TUGAS AKHIR KOMPARASI METODE PEMBUATAN …...Tabel IV.3 Efisiensi Pengisian dan Pengosongan pada Baterai LiFePO 4 /C dengan Metode Solid State ... Gambar IV.9 Grafik Kapasitas

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

KOMPARASI METODE PEMBUATAN KATODA LiFePO4/C

UNTUK BATERAI ION LITIUM

Disusun oleh:

DIAJENG PUTRI SUCIUTAMI (I 8316017)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2019


ii


iii


iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah S.W.T atas rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan

ini merupakan salah satusyarat dalam menyeleaikan Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. Laporan Tugas Akhir ini

disusun berdasarkan data-data yang diambil sebagai hasil percobaan. Penulis

mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu

penulis menyelesaikan penulisan laporan ini, yaitu :

1. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa memberikan semangat dan doa,

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Ibu Dr. Sperisa Distantina S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi D-III

Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

3. Bapak Dr. Eng. Agus Purwanto S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing Tugas

akhir.

4. Rekan-rekan di Laboratorium Baterai Teknik Kimia (Deni Andriana,

Cornelius Satria Yudha, Luthfi Mufidatul Hasanah, Soraya Ulfa Muzayanha)

yang telah kompak berjuang membantu kami.

5. Teman –teman DIII Teknik Kimia angkatan 2016 atas doa dan dukunganya

6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan Tugas Akhir

ini.

Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan Tugas

Akhir ini, maka masukan dan kritikan yang bersifat membangun penulis

harapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.

Surakarta, Juni 2019

Penulis


v

DAFTAR ISI Halaman Judul .......................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ................................................................................................ ii

Lembar Konsultasi ................................................................................................. iii

Kata Pengantar ....................................................................................................... iv

Daftar Isi.................................................................................................................. v

Daftar Tabel .......................................................................................................... vii

Daftar Gambar ...................................................................................................... viii

Intisari .................................................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

I.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 2

I.3 Tujuan ................................................................................................ 2

I.4 Manfaat .............................................................................................. 3

I.5 Batasan Masalah................................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Baterai Ion Litium .............................................................................. 4

II.2 Komponen Baterai Ion Litium ........................................................... 4

II.3 Baterai LiFePO4 ................................................................................. 5

II.4 Metode Pembuatan Material Katoda ................................................. 6

II.2 Karakteristik Partikel LiFePO4 .......................................................... 7

BAB III METODE PENELITIAN

III.1 Tempat Penelitian............................................................................... 9

III.2 Alat dan Bahan Pembuatan Katoda LiFePO4 /C ................................ 9

III.3 Proses Pembuatan Baterai Silinder .................................................. 10

III.4 Lokasi Analisa Hasil ........................................................................ 10

III.5 Proses Pembuatan Partikel LiFePO4/C ............................................ 11

III.6 Pembuatan Katoda LiFePO4/C ......................................................... 13

III.7 Proses Perakitan Baterai ................................................................... 14

III.8 Tahap Pengujian Baterai .................................................................. 15


vi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Sintesis Partikel LiFePO4/C .................................................... 17

IV.2 Analisa Partikel LiFePO4/C .............................................................. 18

IV.3 Analisa Performa LiFePO4/C ............................................................ 22

BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan ...................................................................................... 28

V.2 Saran ................................................................................................. 28

Daftar Pustaka

Lampiran


vii

DAFTAR TABEL

Tabel I.1 Sifat-sifat Katoda pada Baterai ion litium ......................................... 2

Tabel IV.1 Data konsentrasi bahan pembuatan LiFePO4/C metode co-

precipitation dan solid state ............................................................. 17

Tabel IV.2 Data Bahan dan Parameter Katoda .................................................. 22

Tabel IV.3 Efisiensi Pengisian dan Pengosongan pada Baterai LiFePO4/C

dengan Metode Co-precipitation ..................................................... 24

Tabel IV.3 Efisiensi Pengisian dan Pengosongan pada Baterai LiFePO4/C

dengan Metode Solid State ............................................................... 25

Tabel IV.4 Hasil Uji Elektrokimia Baterai ........................................................ 26


viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Komponen Baterai Ion Litium ......................................................... 5

Gambar II.2 Struktur Kristal LiFePO4 ................................................................. 5

Gambar II.3 JCPDS No. 81-1173 untuk Material LiFePO4 ................................................. 7

Gambar II.4 Scanning Electron Microscopy ........................................................ 7

Gambar II.5 Proses Pengisian (A) dan Proses Pengosongan (B) pada Baterai Ion

Litium .............................................................................................. 8

Gambar III.1 Skema Pembuatan Material LiFePO4/C metode co-precipitation 12

Gambar III.2 Skema Pembuatan Material LiFePO4/C metode solid state .......... 13

Gambar III.3 Skema pembuatan lembaran katoda LiFePO4/C ........................... 13

Gambar III.4 Skema Perakitan Baterai ion litium ............................................... 14

Gambar IV.1 Hasil XRD dengan variasi metode co-precipitation dan

solid state ...................................................................................... 18

Gambar IV.2 Hasil Uji SEM Partikel LiFePO4/C metode Co-precipitation ...... 19

Gambar IV.3 Hasil Uji SEM Partikel LiFePO4/C metode Solid State ................ 20

Gambar IV.4 Persebaran Partikel LiFePO4/C dengan metode co-precipitation . 20

Gambar IV.5 Persebaran Partikel LiFePO4/C dengan metode solid state .......... 20

Gambar IV.6 Hasil uji FTIR pada pembentukkan LiFePO4/C dengan metode co-

precipitation .................................................................................. 21

Gambar IV.7 Hasil uji FTIR pada pembentukkan LiFePO4/C dengan metode co-

precipitation .................................................................................. 22

Gambar IV.8 Grafik Kapasitas Baterai Metode co-precipitation dan Metode

solid state ...................................................................................... 23

Gambar IV.9 Grafik Kapasitas Baterai dengan Metode co-precipitation dan solid

state serta Pengaruh Penambahan LiFePO4/C Komersil .............. 24

Gambar IV.10 Hasil Uji Elektrokimia LiFePO4/C dalam berbagai siklus dengan

Metode Co-precipitation ............................................................... 24

Gambar IV.10 Hasil Uji Elektrokimia LiFePO4/C dalam berbagai siklus dengan

Metode Co-precipitation ............................................................... 25


ix

INTISARI

Atika Aulia Novita Sari, Diajeng Putri Suciutami, 2019, “Laporan Tugas

Akhir Komparasi Metode Pembuatan Katoda Lifepo4/C untuk Baterai Ion

Litium”. Program Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kebutuhan energi listrik di era jaman sekarang meningkat pesat. Hal ini

selaras dengan peningkatan media penyimpanan energi listrik yang bersifat

portabel yaitu baterai. Di pasaran internasional, baterai yang banyak diminati

salah satunya adalah baterai ion litium. Jenis baterai ion litium yang paling ramah

lingkungan yaitu baterai LiFePO4. Selain itu baterai LiFePO4 memiliki keunggulan

yaitu stabilitas termal tinggi, harga bahan baku murah dibandingkan dengan

material lain dan tidak mudah meledak. Material LiFePO4 dapat dibuat dengan

metode co-precipitation dan metode solid state. Metode co-precipitation adalah

metode fase cair-cair yang mereaksikan bahan baku menjadi produk dengan

bantuan oksidator agar reaksi berjalan lebih cepat. Metode solid state adalah fase

padat-padat yang direaksikan pada suhu tinggi dan tanpa pelarut.

Pada penelitian ini kami membandingkan dua metode tersebut dalam

membuat baterai LiFePO4. Berdasarkan analisa XRD puncak-puncak LiFePO4

telah terbentuk sesuai dengan JCPDS Card 083-2092, namun masih terbentuk

Fe2O3 sebagai senyawa pengotor. Berdasarkan analisa SEM ukuran partikel

LiFePO4 dengan metode co-precipitation berada pada rentang 0,32-1,32 μm

dengan persebaran partikel paling banyak pada kelas 0,61 μm. Sedangkan hasil uji

SEM metode solid state berada pada rentang 0,72-4,92 μm dengan persebaran

partikel paling banyak pada kelas 0,72 μm. Berdasarkan uji analisa FTIR

terbentuk ikatan H2O dan PO43-

yang membuktikan bahwa material LiFePO4 telah

terbentuk. Berdasarkan uji elektrokimia kapasitas keluaran awal metode co-

precipitation lebih besar dibandingkan metode solid state dengan nilai 9,3

mAh/gram dan 2,5 mAh/gram.

Documents

LAPORAN TUGAS AKHIR KOMPARASI METODE PEMBUATAN …...Tabel IV.3 Efisiensi Pengisian dan Pengosongan pada Baterai LiFePO 4 /C dengan Metode Solid State ... Gambar IV.9 Grafik Kapasitas