SINTESIS DAN KARAKTERISASI MATERIAL Li5FeO4, PVDF (POLYVINYLIDENE FLUORIDE) DAN KARBON AKTIF DENGAN AKTIVASI HCl SEBAGAI KATODA BATERAI Li-ION

Abstract

Abstrak

Penelitian ini mensintesis dan mengkarakterisasi Li₅FeO₄ sebagai material penyusun katoda baterai Li-ion. Bahan yang digunakan adalah LiOH (Lithium Hydroxide), aquades, Fe₂O₃, PVDF (Polyvinylidene Fluoride) dan karbon aktif dengan aktivasi HCl. Variasi lamanya waktu sintering sebagai variabel manipulasi dalam sintesis material Li₅FeO₄. Studi mempelajari pengembangan material Li₅FeO₄ sebagai katoda baterai yang dianggap memiliki biaya rendah dan non toksisitas. Metode yang dilibatkan dalam penelitian ini adalah solid state pada suhu tinggi. Instrumen penelitian melibatkan alat uji Xray Diffraction (XRD) dan siklik voltametri. Hasil penelitian yang melibatkan metode solid state pada suhu tinggi, pada suhu 850°C selama 20 jam adalah sampel yang murni sesuai dengan grafik XRD. Hasil uji siklik voltametri material ini memiliki siklus revesible dengan sweep pertama sampel mengalami Epa pada -0,55V, Epc pada -0,2V dan Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,3 x 10^-4 A. Sweep kelima sampel mengalami Epa pada -0,55V, Epc pada -0,35V dan Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,2 x 10^-4 A. Sweep kesepuluh sampel mengalami Epa pada -0,55V, Epc pada -0,4V dan Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,1 x 10^-4 A. Pada wilayah inilah letak elektroda kerjanya dan dimulai pada tegangan 1V elektroda dapat diisi kemudian akan maksimum pada 1,5V. Nilai kapasitansi pada  sweep pertama sebesar 200 F/g, sweep kelima 80 F/g dan sweep kesepuluh 40 F/g. Potensi terbaik bila dilihat dari nilai kapasitansinya adalah siklus pertama. Setelah dilakukan 10 kali sweep sampel sudah tidak memiliki siklus reversible dan tidak memiliki kemampuan untuk proses oksidasi reduksi.

Kata kunci : katoda baterai, material Li₅FeO₄ dan  metode solid state suhu tinggi.

Abstract

Study synthesis and characterization of cathode material Li₅FeO₄ for Li-ion batteries. Materials used are LiOH (Lithium Hydroxide), distilled water, Fe₂O₃, PVDF (Polyvinylidene Fluoride) and activated carbon with HCl activation. In this research the variation of sintering as a variable length of time manipulation. The study is studying the development of cathode material Li₅FeO₄ as battery that are considered to have a low cost and non-toxicity. It was prepared by high-temperature solid state method. The obtained samples were featured by using Xray Diffraction (XRD) and cyclic voltammetry. The results showed that materials obtained by high-temperature solid state method, that temperature were 850°C for 20 hour is the pure sample of the XRD graphic. The results of the cyclic voltammetry test material has revesible cycle with the first sweep in the sample experienced Epa -0,55V, Epc on -0,2V and Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,3 x 10^-4 A. Sweep fifth sample experienced Epa on -0,55V, Epc on -0,35V and Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,2 x 10^-4 A. Sweep tenth sample experienced Epa on -0,55V, Epc on - 0,4V and Ipa 1,25 x 10^-4 A, Ipc 0,1 x 10^-4 A. in this region lies the working electrode and starts at 1V voltage electrodes can be filled later be maximum at 1,5V. Capacitance value in the first sweep of 200 F / g, the fifth sweep of 80 F / g and the sweep tenth of 40 F / g. The best potential when viewed from the value of capacitance is the first cycle. Having done 10 times sweep the sample had not had a reversible cycle and does not have the ability to oxidation-reduction process.

Key word : cathode batteries, material Li₅FeO₄ and high temperature solid state method.