Text

Pengaruh Variasi Kecepatan Milling Terhadap Karakteristik Elektrolit Pada NaCo(1-x)MnxO2 Dengan Metode Sol-Gel 541,3

---

RINGKASAN

Kebutuhan peralatan elektronik seperti handphone, laptop dan gadget
lainnya yang meningkat mendorong perlunya penghasil energi yang semakin baik.
Hal ini yang menyebabkan perlunya baterai yang efisien pada peralatan elektronik
dan lainnya. Salah satu jenis baterai yang efisien adalah baterai sekunder. Di
antara baterai-baterai sekunder tersebut yang paling menonjol adalah baterai Liion. Kelebihan baterai ion lithium adalah memiliki lifecycle panjang (500-1000
siklus), beda potensial tinggi, densitas energi tinggi dan kapasitas spesifik lebih
tinggi dibandingkan dengan baterai sekunder yang lain. Namun, semakin banyak
penggunaan bahan tersebut menyebabkan penyusutan karena biaya
pembaharuannya yang mahal. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan
penggantian baterai berbahan lithium menjadi natrium. Hal yang menyebabkan
pengembangan baterai jenis ini adalah selain biaya yang digunakan rendah,
ketersediaan natrium yang tinggi dan mempunyai potensial redoks yang cukup
rendah (-2,71V vs Elektroda Hidrogen Standar). Penggunaan elektrolit padat pada
baterai yang berperan untuk menghantarkan elektron dalam menghasilkan arus
listrik memiliki keunggulan daripada elektrolit cair karena tidak menyebabkan
kebocoran. Berbagai macam cara untuk mensintesis elektrolit padat NaCo(1-
x)MnxO2 seperti konsentrasi bahan, kalsinasi, waktu milling dan kecepatan milling.
Proses milling menyebabkan ukuran partikel kecil dan distribusi partikel menjadi
homogen. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh elektrolit padat NaCo(1-
x)MnxO2 dengan komponen penyusun elektrolit padat dan menentukan pengaruh
variasi kecepatan milling terhadap karakteristik NaCo(1-x)MnxO2 meliputi
morfologi permukaan dan konduktivitas listrik.
Metode penelitian menggunakan metode sol-gel. Tahapan pada penelitian
meliputi tahap sintesis elektrolit padat dan karakterisasi. Tahap pertama dilakukan
preparasi natrium asetat, mangan asetat, kobalt asetat dengan perbandingan molar
0.7 : 0.66 : 0.22 dan asam sitrat M/CA 1:1 sebagai chelating agent. Tahapan
selanjutnya ialah sintesis elektrolit padat dengan cara mencampurkan larutan
CH3COONa 0,7 M, Co(CH3COO)2 0,66 M dan Mn(CH3COO)2 0,22 M ke dalam
larutan asam sitrat C6H8O7 dan diaduk hingga membentuk sol dan gel dengan
penguapan pada suhu 80oC. Variasi kecepatan milling 300 rpm, 400 rpm, 500
rpm, 600 rpm dan 700 rpm pada tiap 4 gram sampel total tersebut kemudian
dikalsinasi pada suhu 800oC. Tahap karakterisasi menggunakan konduktometer
(LCR-meter), XRD dan SEM-EDS.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa telah diperoleh elektrolit padat
NaCo(1-x)MnxO2 dengan komponen penyusun NaMnO2, NaO2, CoO, Co2O3,
MnO2. Kecepatan milling ini mengakibatkan ukuran kristal yang semakin kecil
sebesar 0.992959 nm dengan konduktivitas tertinggi yaitu 4,08 x 10-6S/cm.
Elektrolit padat NaCo(1-x)MnxO2 yang dihasilkan dengan kecepatan 400 rpm
memiliki morfologi permukaan yang lebih homogen dengan formula spinel
NaCo0,65Mn0,35O2.
Kata kunci : Ball milling, Baterai natrium, Sol-gel, Elektrolit padat

SUMMARY

The needs of electronic equipment such as mobile phones, laptops and
other gadgets that increase pushed the need for energy-producing the better. This
led to the need for efficient battery and other electronic equipment. One type of
efficient battery is a secondary battery. Among secondary batteries are most
salient is the Li-ion battery. Advantages of lithium ion batteries is to have a long
lifecycle (500-1000 cycles), the potential difference is high, high energy density
and higher specific capacity compared with other secondary batteries. However,
more and more use of such material causing shrinkage for its renewal fees are
expensive. Therefore, in this study of replacement batteries made from lithium to
sodium. Things that cause the development of this kind of battery is used in
addition to lower costs, the availability of high sodium and has a fairly low redox
potential (-2,71V vs Standard Hydrogen Electrode). Use of the solid electrolyte in
the battery whose role is to deliver electrons to generate an electric current has
an advantage rather than a liquid electrolyte because it does not cause leaks.
Various ways to synthesize the solid electrolyte NaCo(1-x)MnxO2 such
concentration materials, calcining, milling time and speed milling. Milling
process causes the small particle size and particle distribution becomes
homogeneous. The purpose of this study was to obtain a solid electrolyte NaCo(1-x)
MnxO2 with components of the solid electrolyte and determining the effect of
milling speed variation of the characteristics of the NaCo(1-x)MnxO2 include
surface morphology and electrical conductivity.
The research method using sol-gel method. Stages in the research
include phase synthesis and characterization of solid electrolytes. The first phase
is done the preparation of sodium acetate, manganese acetate, cobalt acetate in a
molar ratio of 0,7: 0,66: 0,22 and citric acid M / CA 1: 1 as a chelating agent.
The next stage is the synthesis of the solid electrolyte by mixing a solution of 0,7
M CH3COONa, Co(CH3COO)2 0,66 M and Mn(CH3COO)2 0,22 M to a solution
of citric acid C6H8O7 and stirred to form a sol and gel by evaporation at a
temperature of 80°C. Variations milling speed of 300 rpm, 400 rpm, 500 rpm, 600
rpm and 700 rpm on each 4 grams total sample is then calcined at a temperature
of 800oC. Phase characterization using conductometer (LCR-meter), XRD and
SEM-EDS.
The results showed that it had acquired a solid electrolyte NaCo(1-x)
MnxO2 with components of NaMnO2, NaO2, CoO, Co2O3, MnO2. This resulted in
the milling speed crystal size is getting smaller by 0,992959 nm with the highest
conductivity of 4,08 x 10-6S/cm. NaCo(1-x)MnxO2 solid electrolyte produced at a
speed of 400 rpm to have a more homogeneous surface morphology of the spinel
formula NaCo0,65Mn0,35O2.
Keyword : Ball milling, Sodium-battery, Sol-gel, Solid Electrolytexvi
Pengaruh Variasi Kecepatan Milling Terhadap Karakteristik Elektrolit
Padat NaCo(1-x)MnxO2 dengan
Metode Sol-Gel
Oksita Asri Widyayanti1, Rahmad Nuryanto1, Linda Suyati2
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Diponegoro, Semarang – 50275
ABSTRAK
Pasaran baterai dunia pada tahun 2007 telah mencapai 50 milyar US$ dan terus
mengalami peningkatan menjadi sebesar 74 milyar US$ pada tahun 2010. Ini yang
menyebabkan baterai terus diperbaharui agar kualitasnya semakin baik. Penggunaan
elektrolit padat pada baterai yang berperan untuk menghantarkan elektron dalam
menghasilkan arus listrik memiliki keunggulan daripada elektrolit cair karena tidak
menyebabkan kebocoran. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh elektrolit padat
NaCo(1-x)MnxO2 dengan komponen penyusun elektrolit padat dan menentukan pengaruh
variasi kecepatan milling terhadap karakteristik NaCo(1-x)MnxO2 meliputi morfologi
permukaan dan konduktivitas listrik. Penelitian ini menggunakan metode sol-gel. Bahan
yang digunakan adalah natrium asetat, mangan asetat, kobalt asetat dengan perbandingan
molar 0.7 : 0.66 : 0.22 dan asam sitrat M/CA 1:1 sebagai chelating agent dengan
kecepatan milling 300 rpm, 400 rpm, 500 rpm, 600 rpm dan 700 rpm. Karakterisasi
menggunakan konduktometer (LCR-meter), XRD dan SEM-EDS. Hasilnya telah
diperoleh elektrolit padat NaCo(1-x)MnxO2 dengan komponen penyusun NaMnO2, NaO2,
CoO, Co2O3, MnO2. Pengamatan kecepatan milling pada 400 rpm menunjukkan
konduktivitas tertinggi 4,08 x 10-6 S/cm dengan morfologi permukaan yang homogen dan
memiliki formula spinel NaCo0,65Mn0,35O2.
Kata kunci : Ball milling, Baterai natrium, Sol-gel, Elektrolit padat
ABSTRACT
World Batteries Market in 2007 has reached 50 billion US $ and increased being kept at
74 billion US $ in 2010. This caused the battery constantly updated so that the quality is
getting better. The use of electrolytes solid on battery role is to take electrons in
producing electric current having the same liquid than electrolyte because they did not
cause to leak. The purpose of this research is getting electrolytes solid NaCo( 1-x )MnxO2
with components electrolyte solid authors and determine the speed of variations milling
characteristic NaCo( 1-x ) MnxO2 covering morphology surface and electrical conductivity.
This research using methods sol-gel. The main ingredient used is sodium acetic,
manganese acetic, cobalt acetate by comparison molar 0.7: 0.66: 0.22 and citric acid
M/CA 1: 1 as chelating agent with speed milling is 300 rpm, 400 rpm, 500 rpm, 600 rpm
and 700 rpm. Characterization using conductometer ( LCR-meter ) , XRD and SEM-EDS
.The findings have obtained electrolytes solid NaCo( 1-x )MnxO2 with components NaMnO2
, NaO2 , CoO , Co2O3 , Mno2 .Observation speed milling on 400 rpm exhibiting
conductivity highest 4,08 x 10-6 S /cm morphology the surface homogenous and have got
the formula spinel NaCo0,65Mn0,35O2.
Keywords: Ball milling, Sodium-battery, Sol-gel, Solid Electrolyte

---

Ketersediaan

1350C17I

1350 C 17

Perpustakaan FSM Undip (Referensi)

Tersedia

Informasi Detail

Judul Seri

KIMIA

No. Panggil

1350 C 17

Penerbit

: ., 2016

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

1461

Tipe Isi

-

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

-

Info Detail Spesifik

-

Pernyataan Tanggungjawab

Oksita Asri Widyayanti

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar