PENGARUH DOPING ALUMINIUM TERHADAP STRUKTUR DAN PERFORMA ELEKTROKIMIA MATERIAL KATODA LI[NI0.85MN0.07CO0.08-XALX]O2 UNTUK BATERAI ION LITHIUM

• Main Author: Suryadinata, Albert
• Format: Final Project
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/82725
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Mayoritas energi yang digunakan di dunia berasal dari sumber energi fosil. Penggunaan bahan bakar fosil ini menghasilkan emisi CO2. Salah satu penghasil CO2 yang besar adalah penggunaan transportasi. Untuk menanggulangi hal ini, peralihan ke kendaraan berbasis energi listrik harus dilakukan. Salah satu komponen penting dalam baterai kendaraan listrik adalah katoda. Katoda NMC kaya nikel banyak digunakan karena memiliki kapasitas energi spesifik yang tinggi. Namun, katoda NMC kaya nikel memiliki beberapa masalah seperti performa cycling yang relatif rendah. Beberapa upaya telah dilakukan untuk menyelesaikan masalah ini. Salah satu metode yang berkembang adalah doping dengan menggunakan beberapa unsur. Salah satu unsur yang menarik perhatian adalah aluminium karena memiliki ikatan yang kuat dengan atom oksigen dan dapat meningkatkan konduktivitas. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki efek doping aluminium pada struktur dan performa elektrokimia bahan katoda Li[Ni0.85Mn0.07Co0.08-xAlx]O2 (x = 0, 0.02, 0.04, 0.08)/ NMC Serangkai proses sintesis telah dilakukan untuk menghasilkan metal-hidroksida dengan menggunakan metode sintesis co-precipitation. metal-hidroksida yang dihasilkan kemudian dicampur dan digerus dengan Li(OH)·H2O dan Al(OH)3·H2O. Campuran tersebut kemudian disinter pada temperatur 450 ? selama 5 jam dilanjutkan dengan 750 ? selama 12 jam untuk menghasilkan bahan aktif katoda NMC. Bahan aktif ini kemudian disiapkan menjadi lembaran dan diasembli menjadi sel koin. Setelah itu, kinerja elektrokimia dari sel koin tersebut diuji untuk menganalisis efek doping aluminium. Selain itu, untuk lebih memahami efek doping pada tingkat atomnya, karakterisasi seperti SEM dan XRD juga dilakukan. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa katoda NMC yang disintesis berhasil terbentuk. Penambahan aluminum doping menyebabkan penurunan kapasitas awal. Penurunan ini disebabkan oleh cation mixing yang tinggi. Uji rate performance menunjukkan bahwa doping 4%-mol (NMCA-4) memiliki performa terbaik pada arus tinggi (5C), sementara sampel lain gagal. Performa baik NMCA-4 ini diakibatkan kemampuannya untuk beroperasi pada arus yang tinggi, ditunjukkan dari tingginya puncak utama kurva dQ/dV. Selain itu, setelah siklus panjang, NMCA-4 kembali menunjukkan performa lebih baik dibandingkan dengan doping 8%-mol (NMA) dan 2%-mol (NMCA-2). Kinerja NMCA-4 yang baik secara keseluruhan ini, selain disebabkan peningkatan difusivitas, juga disebabkan oleh partikel primer nanorod-like yang hanya ditemukan dari hasil SEM NMCA-4.