Analisis Pengaruh Waktu Tahan Kalsinasi Pada Pembentukan Fasa NaFePO4 Dengan Metode Sol-Gel Dan Karakterisasi Elektrokimia Sebagai Katoda Baterai Ion Na

Rayanisaput, Fani Rahayu Hidayah (2022) Analisis Pengaruh Waktu Tahan Kalsinasi Pada Pembentukan Fasa NaFePO4 Dengan Metode Sol-Gel Dan Karakterisasi Elektrokimia Sebagai Katoda Baterai Ion Na. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01111840000012-Undregraduate_thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pengembangan baterai SIB atau Sodium Ion Battery sebagai baterai sekunder telah banyak dilakukan. Jenis maricite NaFePO4 memiliki kestabilan termodinamika yang lebih baik dari pada jenis olivine NaFePO4. Sehingga, penelitian ini tujuan untuk memperoleh material NaFePO4 fasa maricite serta karakterisasi performa elektrokimia material katoda baterai NaFePO4 pada variasi waktu tahan kalsinasi dengan metode sintesis sol–gel. Analisa yang digunakan untuk mengetahui kandungan kemurnian dari fasa NaFePO4 yaitu analisis X- Ray Diffraction (XRD) yang menunjukan bahwa material katoda NaFePO4 telah berhasil disintesis diikuti oleh munculnya fase sekunder Na3Fe2(PO3)4. Fasa maricite NaFePO4 paling tinggi terdapat pada sampel dengan kalsinasi waktu tahan selama 10 jam yaitu 80,44 %. Analisa morfologi yang dilakukan pada sampel dengan waktu tahan kalsinasi 10 jam menunjukkan bentuk morfologi seperti bunga karang yang beraglomerasi dengan ukuran partikel 1,2 μm. Uji performa material katoda NaFePO4 dilakukan dengan analisa Cyclic Voltametry (CV) dan Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) pada masing masing variasai waktu tahan 10, 12 dan 14 jam. Nilai kapasitansi spesifik paling tinggi dimiliki oleh material katoda variasi 10 jam sebesar 2,573 x 10-3 F/g. Pengujian EIS dilakukan untuk mengetahui nilai konduktivitas dan difusi ion pada material katoda NaFePO4. Berdasarkan hasil pengujian dan analisa perhitungan didapatkan nilai difusi ion Na+ tertinggi pada material katoda NaFePO4 variasi 10 jam senilai 1,43 x 10-12 cm-1s-1. Nilai konduktivitas listrik material katoda NaFePO4 tertinggi terdapat pada variasi waktu tahan 14 jam senilai 1,65 x 10-4 S cm-1. Nilai konduktivitas ionik tertinggi dimiliki oleh material katoda variasi 14 jam yakni 1,364 x 10-3 cm2s-1. Dari data penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pengaruh waktu tahan kalsinasi mempengaruhi pembentukan fasa dan performa elektrokimia. Pemanasan dengan waktu tahan 10 jam adalah yang paling optimal dimana didapatkan fasa kemurnian paling tinggi dan difusi ion Na+ semakin meningkat. Hasil berbanding terbalik ketika sampel dikalsinasi dengan waktu lebih dari 10 jam.
===================================================================================================================================
Research on SIB battery or Sodium Ion battery as a secondary battery has been widely carried out. Maricite type NaFePO4 has better thermodynamic stability than olivine NaFePO4 type. Therefore, this study aims to determine the phase formed and the electrochemical performance of the NaFePO4 battery cathode material on variations in calcination holding time using the sol-gel synthesis method. The analysis used to determine the purity of the NaFePO4 phase was XRD analysis which showed that the cathode material that had been synthesized was followed by the appearance of secondary phases of Na3Fe2(PO4)3. The highest phase of NaFePO4 maricite was obtained samples with a calcination holding time of 10 hours, namely 80.44%. Morphological observations of samples with calcination holding time of 10 hours, seen as agglomerated coral reefs, and particle size distribution of 1.2 μm. Performance testing of NaFePO4 cathode material carried out by CV and EIS analysis at each variation of holding time 10, 12 and 14 hours. The highest of specific capacitive in cathode material with a variation of 10 hours was 2,573 x 10-3 F/g. The EIS test was carried out to determine the value of conductivity and ion diffusion at the NaFePO4 cathode. Shows that the highest electrical conductivity is obtained at a holding time variation of 14 hours with 1.651 x 10-4 S cm-1. The highest value of ionic conductivity of NaFePO4 cathode material is found in the variation of holding time 14 hours with a value of 1.364 x 10-3 S cm-1. And the highest ion diffusion is owned by the cathode material with a variation of 10 hours, which is 1.43 x 10-12 cm2 s-1. From this study, it can be concluded that the effect of calcination holding time affects the phase formation and electrochemical performance. Heating with a holding time of 10 hours is the most optimal where the highest purity phase is obtained and the diffusion of Na+ ions is increases. The results are inversely proportional when the sample is calcined for more than 10 hours.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Baterai Sekunder, Difusi Ion Na+, NaFePO4, Maricite, SIB, Secondary Battery, Na+ Ion Diffusion, NaFePO4, Maricite, SIB.
Subjects:	Q Science > QC Physics
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	15 Dec 2025 07:11
Last Modified:	15 Dec 2025 07:11
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/128975

Actions (login required)

View Item