Perpustakaan Digital ITB

Baterai ion Litium umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari sebagai metode penyimpanan energi. Namun, baterai ini masih jauh dari sempurna. Baterai ion Litium masih mengalami penurunan kapasitas seiring penggunaan. Salah satu penyebab penurunan tersebut adalah reaksi samping pada katoda sehingga material aktif katoda berkurang. Reaksi samping tersebut dapat ditahan oleh adanya lapisan penahan solid permeable interphase (SPI) yang terbentuk secara alami melalui dekomposisi komponen organik elektrolit. Meskipun demikian, SPI alami ini tidak optimum karena pembentukannya tidak terkontrol. Dalam mengontrol pembentukan SPI, biasa digunakan pelapis katoda berbasis oksida logam biner. Pelapis jenis ini mampu mengubah komponen SPI dan menahan reaksi samping sehingga meningkatkan daya tahan katoda. Penelitian-penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa pelapis mengontrol SPI dengan memperlambat laju dekomposisi elektrolit. Akan tetapi, penyelidikan lebih dalam untuk mempelajari mekanisme reaksi dekomposisi tersebut sulit dilakukan secara eksperimen karena antarmuka padatan-cairan yang kompleks, sehingga digunakan metode komputasi. Pada penelitian tugas akhir ini, digunakan kalkulasi teori fungsional kerapatan untuk mengkaji secara semikuantitatif laju reaksi dekomposisi awal etilen karbonat sebagai salah satu komponen organik elektrolit dari keadaan teradsorpsi pada pelapis Al2O3, MgO, TiO2, dan ZrO2. Kalkulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak QUANTUM ESPRESSO. Energi dekomposisi awal digunakan sebagai parameter laju reaksi berdasarkan tugas akhir 2019. Selain itu, dibahas pengaruh vakansi oksigen pada energi dekomposisi awal. Dalam penelitian tugas akhir ini, dibahas kecenderungan energi dekomposisi awal seluruh reaksi pada permukaan stoikiometrik dan dengan monovakansi oksigen tiap pelapis. Setelah itu, ditunjukkan verifikasi energi dekomposisi awal sebagai parameter laju reaksi melalui perbandingan energi dekomposisi awal antara pelapis dan katoda tanpa pelapis. Kemudian, ditunjukkan hubungan energi dekomposisi awal rata-rata dengan kecenderungan daya tahan pelapis melalui data eksperimen yang dikumpulkan. Terakhir, dibahas pengaruh vakansi oksigen pada laju reaksi dekomposisi sebagai wawasan dalam mendesain pelapis yang lebih efisien. Kata kunci: dekomposisi etilen karbonat, pelapis oksida logam biner, antarmuka katoda-elektrolit, daya tahan baterai ion Litium, teori fungsional kerapatan