2018 : Sintesis dan Karakterisasi Material Aktif Katoda LiFeSixP1-xO4 dengan variasi doping Ion Si (0≤x≤0,15)

Dr.Drs. Mochamad Zainuri M.Si.
Dr.rer.nat. Fredy Kurniawan S.Si., M.Si
Bintoro Anang Subagyo S.Si., M.Si., Ph.D


Abstract

Penelitian berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Material Aktif Katoda LiFeSixP1-xO4 dengan variasi doping Ion Si (0≤x≤0,15)�bertujuan untuk pembentukan material aktif katoda LiFeSixP1-xO4 dengan variasi komposisi Si sebagai unsur doping dengan menggunakan metode solid-state serta mengetahui nilai kapasitas muatan spesifik dan tingkat konduktivitas listrik baterai melalui uji performa baterai. Identifikasi fasa LiFeSixP1-xO4 berdasarkan variasi komposisi Si dan indentifikasi performa baterai berdasarkan variasi komposisi doping Si. Pada penelitian ini, untuk sintesis material aktif katoda LiFeSixP1-xO4 menggunakan bahan dasar LiOH.H2O, Fe2O3, H3PO4, dan SiO2.H2O. Pada proses ini divariasikan ion Si untuk membentuk bahan prekursor LiFeSixP1-xO4 dengan variasi x=0,00; 0,05; 0,10; dan 0,15. Komposisi bahan-bahan tersebut sesuai dengan stoikiometrinya. Kemudian, bahan dikalsinasi pada temperatur 700 oC selama 2 jam dalam lingkungan gas inert N2. Setelah itu, bahan di ball milling selama 2 jam dengan kecepatan 1200 rpm menggunakan metode dry milling dengan rasio perbandingan bahan : bola zirkon adalah 1:10. Proses dilakukan dengan sintering pada temperatur 900 oC selama 6 jam dalam lingkungan gas inert N2. Lalu, dilakukan proses coating dengan karbon sebanyak 9% dari massa prekursor yang bersumber dari asam asetat (CH3COOH) selama 20 menit pada temperatur 700 oC dalam lingkungan gas inert N2. Dilakukan karakterisasi X-ray Diffractometer (XRD), Transmission Electron Microscope (TEM) dan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Proses pembuatan slurry menggunakan bahan dasar DMAc, PVDF, Super P, dan prekursor LiFeSixP1-xO4 dengan jumlah DMAc yang dibutuhkan 3 ml dan rasio perbandingan prekursor : PVDF : Super P adalah 85:10:5. Slurry tersebut akan dicoating diatas lembaran Al foil dengan ketebalan 150 μm dan dibuat ½ sel baterai dalam bentuk coin cell di dalam glove box. Lalu, dilakukan uji performa baterai Cyclic Voltammetry (CV), Charge/Discharge (CD), dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).