Perpustakaan Digital ITB

Silika (Si02) dan silikon (Si) yang dibuat dari sekam padi adalah material yang dapat clibuat menjadi anode baterai ion litium (BIL). Hal ini clikarenakan keclua material tersebut memiliki kapasitas teoritis yang tinggi (1965 mAh g-1 clan 4200 mAh g·1).Terdapat kendala dalam penggunaan Si02 dan Si sebagai material anode BIL, antara lain perubahan volume yang besar (100% dan 300%) selama proses charging/discharging dan konduktivitas elektrik yang rendah ( 10·1 S m-1 . Perubahan volume yang besar dapat menyebabkan rusaknya material anode sehingga kapasitas dan siklus pemakaian baterai akan berkurang secara signifikan. Sedangkan konduktivitas elektrik yang rendah dapat menghambat pelepasan elektron dari elektrode. Strategi yang umum digunakan untuk mengatasi kelemahan Si02 dan Si sebagai material anode adalah mengembangkan nano struktur dari material Si clan Si02, seperti nanopartikel, nanowires, nanosphare, nanotubes, silika berpori dan/atau menggabungkan dengan matriks kondukiif, seperti material berbasis karbon dan logam lainnya. Sehingga pada penelitian kali ini, dilakukan sintesis komposit silikon/silika/carbon (Si/Si02/C) dari sekam padi dengan memperhatikan pengaruh perbandingan massa Si/Si02 terhadap C pada performa anode yang dihasilkan. Proses sintesis komposit Si/Si02/C pada penelitian kali ini dilakukan dengan cara memisahkan Si02 dan C dari sekam padi terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan dengan sintesis komposit Si/Si02/C dengan metode ball mill dan reduksi aluminotermik teraktivasi mu/ten salt (AlCl3/NaCl). Hasil analisa X-ray Diffraction (XRD) menunjukkan bahwa sintesis komposit Si/Si02/C berhasil dilakukan dengan adanya puncak - puncak khas dari masing - masing scnyawa pembentuknya. Analisis morfologi dipindai menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM), memperlihatkan komposit Si/Si02/C memiliki morfologi tak seragam dengan ukuran partikel bervariasi dari 152 nm - 829 nm. Analisa elektrokimia dilakukan menggunakan alat Galvano charge discharge (GCD), cyclic voltammetry (CV) dan electrochemical impedance spectroscopy (ElS). Sebelurn dilakukan analisa, komposit Si/Si02/C dirangkai menjadi setengah sel baterai dengan tipe CR2032. Li chips digunakan sebagai elektrode pembanding dan elektrode kerja, serta celgard 2400 digunakan sebagai separator. Hasil Analisa Galvano charge discharge (GCD) pada sampel komposit Si/Si02/C (1:2) (I:1) dan (2:1) menunjukkan kapasitas jenis discharge dan charge awal secara berturut-turut sebesar (505,36 mAh g-1 dan 190,34 mAh g-1 (663,09 mAh g-1 dan 280,26 mAh g-1) dan (273,84 mAh g-1 dan 121,73 mAh g·1) dengan initial cou/ombic efficiency (ICE) secara berturut-turut sebesar (37,66%, 42,27% dan 44,45%). Setclah dilakukan pcngujian sebanyak 50 siklus, komposit Si/Si02/C dengan komposisi I :1 mampu mem pertahankan kapasitas tertinggi yait u 280,48 mAh g·' dengan cou/ombic effic iency (CE) sebesar 99% sedangkan komposisi 1:2 dan 2:I sccara berturut-turut scbesar 153,6 mAh g·' dengan CE sebesar 99,7% dan 76,35 mAh g·1 dengan CE sebesar 98,92%. Sehingga perbandi ngan komposisi Si/Si02 terhadap C I :I merupakan perbandingan optimum untuk dija