pembuatan material katoda nca dengan metode fasp …€¦ · pembuatan material katoda nca dengan...

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

i

PEMBUATAN MATERIAL KATODA NCA DENGAN

METODE FASP (FLAME ASSISTED SPRAY PYROLISIS)

LARUTAN PREKURSOR ORGANIK

Disusun oleh:

ARDITA ERA ANJANI (I 8316004)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2019


ii


iii


iv

Kata Pengantar

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmat

dan anugerah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir

ini. Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi

Diploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. Laporan Tugas

Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil sebagai hasil percobaan.

Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah

membantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini:

1. Orang tua yang telah memberikan dukungan moral maupun materi kepada

kami.

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

tugas akhir.

3. Ibu Tika Paramitha, S.T., M.T. dan Ibu Aida Nur Ramadhani, S.T., M.T.

selaku dosen penguji tugas akhir.

4. Tim Baterai: Mas Cornellius, Mbak Soraya, Mbak Luthfi, Mba

Rahmawatimintarsih, Mba Windu, Mas Iqbal, Mas Yazid, Mbak Yula,

Mas Amar, Mba Linggar, dan Mas Pungky.

5. Tim Baterai Teknik Kimia: Atika, Eni, Diajeng, Refarmita, Ikhsan, Della,

Nolla, Tyas, Kevin, Bayu, Titan, Shani, dan Khikmah.

6. Teman-teman D3 Teknik Kimia UNS Angkatan 2016, 2017, 2018 yang

telah membantu bekerjasama dengan baik dalam penyusunan tugas akhir.

7. Semua Pihak yang telah membantu atas tersusunnya laporan tugas akhir

ini.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat

kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya

kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini.

Akhir kata penyusun mengharapkan agar laporan ini dapat bermanfaat

bagi rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan.

Surakarta, Juli 2019

Penyusun


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 Masalah .................................................................... 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 Lithium-Ion ............................................................................ 4

II.2 Baterai NCA (LiNi0.80Co0.15Al0.05O2) ................................................. 5

II.3 Metode Pembuatan Material Katoda .................................................. 6

II.4 Asam Organik dalam Larutan Prekusor ............................................ 8

II.5 Pengujian Bahan Katoda NCA......................................................... 10

II.6 Pemilihan Grafit sebagai Bahan Anoda ........................................... 11

BAB III METODE PENELITIAN

III.1 Tempat Penelitian............................................................................. 12

III.2 Alat dan Bahan Pembuatan Partikel NCA ....................................... 12

III.3 Lokasi Analisa Hasil ........................................................................ 13

III.4 Persiapan Pembuatan Partikel NCA ................................................ 14

III.5 Karakterisasi dan Performa Elektrokimia Baterai............................ 16

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Pembuatan Logam Hidroksida Ternier ........................................... 18


vi

IV.2 Pembentukan/Pembuatan Larutan Prekusor untuk FASP................ 19

IV.3 Hasil Sintesis Partikel NCA ............................................................. 20

IV.4 Karakterisasi Partikel NCA.............................................................. 23

IV.5 Uji Performa Elektrokimia NCA ..................................................... 28

BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan ...................................................................................... 29

V.2 Saran ................................................................................................. 29

Daftar Pustaka

Lampiran


vii

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Uji Kenampakan Padatan Hasil Pirolisis dan Sintering .................. 20

Tabel IV.2 Data Laju Alir Prekusor Pembuatan NCA ....................................... 21

Tabel IV.3 Parameter-Parameter pada Struktur NCA........................................ 24


viii

DAFTAR GAMBAR

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

Gambar II.2 Struktur Atom Katoda NCA ............................................................ 5

Gambar II.3 Metode Flame Assisted Spray Pyrolysis.............................................................. 8

Gambar III.1 Alat Flame Assisted Spray Pyrolysis ............................................ 12

Gambar IV.1 Profil Konversi mol Ni terhadap waktu ........................................ 19

Gambar IV.2 Grafik Laju Alir Prekusor (mL/jam) Vs Rendemen (%) .............. 22

Gambar IV.3 Pola Difraksi Sinar X Partikel NCA dari Prekusor NCA- Malat dan

NCA- Sitrat .................................................................................... 23

Gambar IV.4 Spektra FTIR dari sampel NCA-MA dan NCA-CA ..................... 24

Gambar IV.5 Pencitraan Mikroskop Elektron Partikel NCA-MA ...................... 25

Gambar IV.6 Pencitraan Mikroskop Elektron Partikel NCA-CA ....................... 26

Gambar IV.7 Pencitraan Mikroskop Elektron Partikel NCA-Com .................... 26

Gambar IV.8 Ukuran Partikel Vs Frekuensi (a) NCA-MA dan (b) NCA CA .... 27

Gambar IV.9 Gambar Kapasitas Spesifik Charge – discharge Material NCA .. 28


ix

INTISARI

Ardita Era Anjani, Centri Nurcahyani, 2019, “Laporan Tugas Akhir

Pembuatan Material Katoda NCA dengan Metode FASP (Flame Assisted

Spray Pyrolisis) Larutan Prekusor Organik”. Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Seiring dengan perkembangan jaman, baterai sangat diperlukan sebagai

media penyimpan energi pada alat – alat elektronik portabel. Baterai yang

digunakan pada perangkat elektronik tersebut adalah baterai lithium-ion. Pada

umumnya baterai lithium-ion menggunakan LiCoO2 atau yang biasa disebut LCO

sebagai material katoda. Namun material tersebut memiliki kekurangan, yaitu

toksisitasnya yang tinggi dan harganya yang relatif mahal. Penggantian material

katoda dapat menjadi alternatif untuk meningkatkan kinerja baterai lithium-ion,

salah satunya adalah dengan mengganti material katoda dengan

LiNi0,8Co0,15Al0,05O2 (LNCAO) yang memiliki kelebihan antara lain memiliki

kapasitas energi yang tinggi dan harganya yang lebih murah dibandingkan dengan

LCO.

Pembuatan material LNCAO menggunakan metode One Step Flame Spray

Pyrolysis dengan laju alir prekursor 40 mL/h, 70 mL/h dan 100 mL/h dan variasi

jenis asam, yaitu asam asam malat dan asam sitrat pada pembuatan precursor.

Dari hasil percobaan didapatkan kondisi operasi paling baik adalah pada laju alir

100 mL/h untuk asam malat dan asam sitrat.

pembuatan material katoda nca dengan metode fasp …€¦ · pembuatan material katoda nca dengan...

Documents