Perpustakaan Digital ITB

Baterai ion litium telah melampaui teknologi baterai sebelumnya (lead acid dan nikel metal hydride), tetapi masih membutuhkan lebih banyak pengembangan. Untuk meningkatkan kapasitas energi, material yang memungkinkan lebih banyak ion litium untuk disimpan dalam anoda perlu diperkenalkan. Silikon adalah salah satu material anoda yang paling menjanjikan atas kapasitas teoritisnya sebesar 4200 mAh g-1 untuk Li4.4Si, yakni sepuluh kali lebih besar dari kapasitas teoritis grafit yang umum digunakan. Namun, silikon memiliki ekspansi volume yang tinggi (300%). Ekspansi volume ini akan menghasilkan tegangan internal yang menyebabkan material aktif anoda menjadi hancur, serta pembentukan berulang lapisan Solid Electrolyte Impedance (SEI). Pada penelitian ini, permukaan partikel silikon direkayasa dengan melakukan proses etsa. Struktur ini kemudian dilapisi dengan lapisan tipis konduktif dari polianilin untuk meningkatkan konduktivitas elektriknya. Serbuk silikon mikro diproses dengan high energy vibrational ball mill (sampel SiBM20h) untuk homogenisasi material. Struktur etsa diperoleh dengan reaksi Metal-Assisted Chemical Etching (sampel SiMACE). Ion Ag+ akan tereduksi pada permukaan silicon kemudian menggerus material mengikuti gerakan elektroforesis dari partikel Ag pada permukaan substrat silikon. Lapisan polimer konduktif pada permukaan struktur etsa diperoleh dari reaksi polimerisasi oksidatif-aditif monomer anilin (sampel SiMACEPANI). Karakterisasi XRD menunjukkan tidak adanya pengotor Ag, dan SiO2 setelah melalui proses milling dan pengetsaan. Spektroskopi FTIR mengkonfirmasi terbentuknya polianilin dalam sampel. Bahan aktif anoda berhasil dirakit menjadi baterai koin CR2032 dengan konfigurasi setengah sel. Spektroskopi impedansi elektrokimia menunjukan bahwa lapisan polianilin berhasil menurunkan hambatan elektrik lapisan SEI dan meningkatkan konduktivitas elektrik sampel. Uji Galvanostatic Charge Discharge serratus siklus menghasilkan retensi kapasitas spesifik sebesar 69,50% untuk SiMACEPANI diikuti oleh 52,03% dan 26,95% untuk sampel SiMACE dan SiBM20h.