Perpustakaan Digital ITB

Material LiNiO2 merupakan bahan transition-metal(TM) layer oxide yang menarik untuk dikembangkan sebagai elektroda positif baterai sekunder karena sifatnya yang mampu menyimpan energi dalam jumlah tinggi, penelitian ini dilakukan dengan komputasi berbasis density functional theory dalam menyelesaikan masalah sistem atom jamak dengan elektron satu dengan yang lainya tidak saling berinteraksi serta parameter masukan ditentukan sejak awal kedalam dunia cyber dan data keluaran diharapkan dapat memberikan data bermakna bagi eksperimen untuk dapat menerapkannya ke dunia nyata. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh jumlah atom dengan energi Fermi 9.4392 eV dalam sistem bulk pada space group C2/m monoclinic parameter kisi a = 5.288 Å, b = 2.767 Å, dan c = 5.199Å dan sistem Li0.3Ni0.7O2 untuk dapat meninjau sifat elektronik dengan analisis struktur pita energi serta pengaruh terhadap sifat magnet dari jumlah atom yang berbeda, pengaruh jumlah atom terhadap sifat magnetik dianalisis dengan Density of States dan mempelajari pemanfaatanya dalam elektroda positif baterai sekunder Lithium-ion batteries dengan menganalisis key performance indicator serta membandingkanya dengan hasil eksperimen dari literatur yang digunakan pada zona primitive Brillouin sehingga jenis bahan dapat ditentukan. Metode yang digunakan dengan memodelkan material sesuai parameter masukan dengan menggunakan Quantum open source package for research in electronic structure, simulation, and optimization(Quantum ESPRESSO) yang dilakukan pada skala nano yang mengkalkulasi sesuai prinsip first principle dengan potensial efektif Perdew-Burke-Ernzerhof yang memanfatkan set gelombang bidang yang dijalankan dalam sistem operasi Linux lalu visualisasi struktur yang dilakukan dengan X-Window Crystalline Structure and Densities(XCrySDen) sehingga sifat – sifat dalam ruang resiprok dapat dianalisis sesuai pola struktur pita dan plot grafik fungsional dilakukan pada perangkat lunak IGOR yang dapat menginterpretasikan kurva density of state, dan projected density of state yang dibawa oleh wave dalam memberikan informasi yang memiliki suatu satuan fisika dari suatu sistem kristal yang ditinjau serta analisis key performance indicator yang digunakan adalah sistem NCA(Nickel Cobalt Aluminum) karena sistem memiliki struktur dasar yang adalah LiNiO2 dan jenis Lithium-ion baterries yang telah diterapkan dalam electric vehicle setelahnya kalkulasi dilakukan dengan variasi nilai energy – cutoff yang memberikan jarak antar atom – atom optimal(energi minimal) dan konvergen dengan K-point 9 × 11 × 9 semua perintah dilakukan pada terminal Linux dibawah command pw.x dalam menghasilkan self consistency, projwfc.x dan dos.x untuk memberikan density of states dan struktur pita(bands). Hasil memberikan nilai konvergen energy – cutoff yang digunakan adalah 40 Ry dengan meninjau spin terpolarisasi dan selisih energi E – Ef pada orientasi (gamma)-y-M-A-(gamma) yang menunjukan bahwa sistem LiNiO2 bersifat konduktor dan orbital yang mendominasi adalah Li – 2s, Ni – 3d , dan O – 2p serta terjadi interaksi kuat dari hibridisasi Ni – 3d dan O – 2p pada rentang -1 eV hingga 1 eV serta informasi ketidaksimetrisan menunjukan sifat feromagnetik bahan(total momen magnetik bahan tak nol) sementara sistem Li0.3Ni0.7O2 memiliki simeteri yang menunjukan bahan bersifat anti-feromagnetik. Penelitian ini memberikan kesimpulan bahwa komputasi material bermanfaat dalam mempelajari sifat struktur pita suatu material yang bergantung dari jumlah atom sesuai prinsip first principle dan menginterpretasikanya secara scientific sesuai konsep mekanika kuantum serta memberikan informasi bagi penelitian sistem bulk kristal monoclinic C2/m LiNiO2 ini termasuk bahan konduktor feromagnetik dan Li0.3Ni0.7O2 termasuk bahan konduktor anti-feromagnetik kedua bahan ini baik sebagai elektroda positif berbasis nikel untuk host ion – ion Lithium dalam meningkatkan densitas energi dan meminimalkan biaya Lithium-ion batteries.