Uji Performa Elektrokimia Na₂MnPO₄F/C sebagai Bahan Katoda pada Baterai Ion Sodium dengan Metode Pencampuran Padat

Lumban Gaol, Febrina Marito (2025) Uji Performa Elektrokimia Na₂MnPO₄F/C sebagai Bahan Katoda pada Baterai Ion Sodium dengan Metode Pencampuran Padat. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5001211021-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Na₂MnPO₄F/C merupakan salah satu kandidat material katoda untuk baterai ion natrium karena memiliki kapasitas spesifik tinggi dan kestabilan elektroda yang baik. Meski demikian, bahan ini memiliki konduktivitas elektronik yang rendah, sehingga diperlukan perbaikan dengan cara melakukan pelapisan karbon. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pelapisan karbon yang berasal dari glukosa serta variasi suhu hidrotermal terhadap kinerja elektrokimia dari katoda Na₂MnPO₄F/C. Sintesis dilakukan menggunakan metode pencampuran padat dengan variasi suhu hidrotermal 150°C, 200°C, dan 250°C untuk sampel dengan karbon, serta 200°C untuk sampel tanpa karbon. Pada penelitian ini, karakterisasi dilakukan melalui uji elektrokimia, yakni Cyclic Voltammetry (CV) dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Dari hasil uji CV diperoleh nilai kapasitansi spesifik dari masing-masing sampel. Nilai kapasitansi tertinggi diperoleh pada sampel G200C sebesar 5.607 F/gr. Berdasarkan hasil analisis EIS, konduktivitas listrik serta konduktivitas ionik tertinggi diperoleh pada sampel dengan suhu hidrotermal 200°C, yaitu sebesar 1.84 × 10^(-4) S/cm dan 2.21 × 10^(-5) S/cm. Sementara itu, difusi ion Na+ tertinggi terdapat pada sampel G150C sebesar5.92 × 10^(-15) cm^2 s^(-1), kemudian diikuti oleh sampel G200C sebesar 3.82 × 10^(-15) cm^2 s^(-1). Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan suhu hidrotermal 200°C dan glukosa sebagai bahan pelapisan karbon, maka konduktivitas ionik, konduktivitas elektronik, difusi ion Na+, serta kapasitansi spesifik akan meningkat, sehingga meningkatkan kinerja elektrokimia dari katoda Na₂MnPO₄F/C.
===================================================================================================================================
Na₂MnPO₄F/C is one of the promising materials for sodium-ion battery cathodes because it has high specific capacity and good electrode stability. However, this material has low electronic conductivity, so it needs improvement by coating it with carbon. This study aims to find out how carbon coating from glucose and different hydrothermal temperatures affect the electrochemical performance of Na₂MnPO₄F/C cathode. The synthesis was done using the solid-state mixing method with hydrothermal temperatures of 150°C, 200°C, and 250°C for the carbon-coated samples, and 200°C for the non-carbon sample. Electrochemical testing was carried out using Cyclic Voltammetry (CV) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). From the CV results, the specific capacitance of each sample was obtained. The highest specific capacitance was found in the G200C sample, which was 5,607 F/g. Based on the EIS analysis, the highest electrical conductivity and ionic conductivity were achieved in the sample with a hydrothermal temperature of 200°C, which were 1.84 × 10^(-4) S/cm and 2.21 × 10^(-5) S/cm, respectively. Meanwhile, the highest Na+ ion diffusion was found in the G150C sample, which was 5.92 × 10^(-15) cm^2 s^(-1), followed by the G200C sample at 3.82 × 10^(-15) cm^2 s^(-1). The conclusion of this study shows that using a hydrothermal temperature of 200°C and glucose as the carbon coating material improves ionic conductivity, electronic conductivity, Na+ ion diffusion, and specific capacitance, thereby enhancing the electrochemical performance of the Na₂MnPO₄F/C cathode.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Sodium-ion battery, Hydrothermal, Battery cathode, Na₂MnPO₄F/C, Solid-state,Baterai ion-natrium, Hidrotermal, Katoda baterai, Na₂MnPO₄F/C, Pencampuran padat.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2941 Storage batteries T Technology > TP Chemical technology > TP255 Electrochemistry, Industrial.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Febrina Marito Lumban Gaol
Date Deposited:	25 Jul 2025 03:13
Last Modified:	25 Jul 2025 03:13
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/121259

Actions (login required)

View Item