Sintesis grafit terlapisi karbon (Citric acid) dengan variasi komposisi sebagai bahan anoda pada baterai ion lithium

INDONESIA:

Salah satu sistem penyimpan energi terbarukan yang banyak digunakan adalah baterai ion lithium. Pada baterai ion lithium terdapat 4 bagian utama yaitu anoda, separator, elektrolit, dan katoda. Penelitian sintesis grafit dilapisi citric acid sebagai bahan anoda bertujuan untuk meningkatkan performa baterai ion lithium. Metode pelapisan dilakukan dengan mencampurkan grafit dan citric acid dengan variasi komposisi 1:0,5, 1:1, 1:3. Proses pelapisan diawali dengan pencampuran grafit dan citric acid dengan ethanol sebagai pelarut selama 6 jam kemudian pemanasan di oven pada suhu 80 oC selama 3 hari, pengeringan bertahap di furnace pada suhu 350 oC selama 5 jam dan sintering pada suhu 600 oC selama 6 jam. Identifikasi fasa yang terbentuk dilakukan dengan XRD, struktur mikro dengan SEM/EDX, reaksi reduksi-oksidasi dengan cyclic voltammetry dan kapasitas baterai dengan charge-discharge. Dari penelitian ini didapatkan hasil XRD bahwa semua sampel memiliki fasa carbon (C) dengan struktur hexagonal dan tidak mengalami pergeseran puncak akibat proses pelapisan karbon. Hasil SEM menunjukkan bahwa partikel karbon terdistribusi merata, dengan bentuk partikel bulat (sphare). Berdasarkan hasil CV telah menunjukkan adanya reaksi reduksi-oksidasi yang terbentuk dan berdasarkan hasil CD menunjukkan bahwa kapasitas sangat bergantung pada pengaruh karbon, besar ukuran partikel, dan adanya aglomerasi namun pelapisan menyebabkan permukaan grafit tertutupi pada proses interkalasi lithium sehingga kapasitas selalu menurun.

ENGLISH:

One of the renewable energy storage systems which widely used is lithium ion batteries. In the lithium ion batteries, there are four main parts: anode, separator, electrolyte and cathode. Research of synthesis of carbon coated graphite citric acid as a anode aims to improve the performance of lithium ion batteries. Method of coating done by mixing graphite and citric acid with variations of composition that are 1:0.5, 1:1, 1:3. Process of coating started by mixing graphite and citric acid with ethanol as a solvent for 6 hours then heating at oven 80°C for 3 days, drying stages in furnace at a temperature of 350oC for 5 hours, and sintering 600oC for 4 hours. Identification of phase formed is drawn by XRD, microstructure with SEM/EDX, oxidation-reduction reactions with cyclic voltammetry and capacity of the battery with charge-discharge. From this research, it’s obtained the results of XRD that all of samples have a phase of carbon (C) with a hexagonal structure and is not diverted peak due to the process of coating of carbon. The SEM results shows that carbon particles distributed evenly, with the form of particles round (sphere). Based on the CV has demonstrated the existence of formed oxidation-reduction reactions and based on the result of CD shows that the capacity is very dependent on the influence of carbon, particle size, and their agglomeration. But coating causing the surface graphite covered at process intercalation lithium so capacity is always reducing.