Perpustakaan Digital ITB

Baterai lithium-ion (LiB) merupakan teknologi yang berkembang pesat dengan aplikasi luas pada perangkat elektronik, kendaraan listrik, dan penyimpanan energi. Salah satu komponen utama LiB adalah anoda, yang dapat menggunakan mesocarbon microbeads (MCMB) sebagai prekursor anoda karbon unggulan. MCMB memiliki sifat fisik dan elektrokimia yang baik, seperti morfologi yang bulat, kristalinitas tinggi, dan kapasitas charge discharge yang optimal. MCMB dapat diproduksi dari coal tar pitch (CTP), residu hasil distilasi coal tar yang kaya senyawa aromatik polisiklik (PAH). Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh variasi temperatur dan atmosfer gas pada metode emulsi CTP terhadap pembentukan MCMB yang optimal, dengan fokus pada morfologi, struktur kristalinitas, dan gugus fungsi. Penelitian dimulai dengan distilasi coal tar melalui dua metode, yaitu distilasi vakum dan distilasi konvensional. Hasil karakterisasi CTP menunjukkan bahwa CTP dari distilasi vakum memiliki softening point lebih tinggi, sehingga dipilih untuk emulsifikasi. Emulsifikasi dilakukan pada dua temperatur, 290°C dan 360°C, dengan tiga variasi atmosfer gas: udara (21% O2 dan 79% N2 v/v), N2 (99,5%), dan CO:2 (99,5%). Emulsifikasi dilakukan selama tiga jam sehingga menghasilkan produk mesophase (MP) yang lalu dipisahkan dari media emulsi dengan cara sentrifugasi. MP dikeringkan dan dikarbonisasi pada suhu 900°C dalam atmosfer N2 (99,5%) untuk menghasilkan MCMB. MCMB yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan scanning electron microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi, X-Ray diffractogram (XRD) untuk menentukan struktur kristalinitas dengan parameter interlayer spacing (doo2), stacking height (L.) dan stacking layers number (N), serta fourier transform infra red (FTIR) untuk menentukan gugus fungsi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa MCMB terbaik dihasilkan pada emulsi 290°C dengan atmosfer udara (MCMB290A), yang ditunjukkan oleh karakterisasi XRD dengan nilai dooz sebesar 0,354 nm, L. sebesar 2,178 nm, dan N sebesar 7,148. MCMB290A tidak menunjukkan adanya struktur microporous. Selain itu, morfologi MCMB290A belum sepenuhnya berbentuk bulat, yang kemungkinan disebabkan oleh tingginya kadar TI dalam CTP akibat kondisi vakum selama distilasi serta suhu distilasi yang mencapai 360°C. Pada MCMB yang disintesis dengan variasi yang dilakukan, tidak terdapat perbedaan signifikan dalam gugus fungsi yang dimiliki, sehingga parameter proses tidak terlalu berpengaruh terhadap struktur kimia dari MCMB.