Sintesis WO3 menggunakan Metode Hidrotermal sebagai Material Anoda Baterai Ion Lithium dengan Kapasitas Balik dan Stabilitas Siklus yang Tinggi

Widyantoro, Augus Tino Tri (2014) Sintesis WO3 menggunakan Metode Hidrotermal sebagai Material Anoda Baterai Ion Lithium dengan Kapasitas Balik dan Stabilitas Siklus yang Tinggi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2712201905-Master-Thesis.pdf - Additional Metadata

Download (3MB) | Preview

Abstract

Tungsten trioksida memiliki prospek yang bagus untuk dijadikan material anoda baterai ion lithium karena temperatur leleh yang tinggi, stabilitas mekanik yang tinggi, biaya rendah, kapasitas teoritis dan volumetrik yang besar. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperkenalkan material anoda baru dengan performa yang tinggi sebagai pengganti grafit pada baterai ion lithium. Heksagonal WO3 telah disintesis menggunakan metode hidrotermal dan kemudian material tersebut dievaluasi sebagai material anoda untuk baterai ion lithium. Rasio molar Na2WO4.2H2O/Na-EDTA dan temperatur reaksi diketahui mempunyai peranan penting terhadap morfologi dan sifat elektrokimia dari produk WO3. Morfologi WO3 tanpa penambahan NaCl atau Na-EDTA (WO_H180T20) adalah nanopartikel, sedangkan morfologi WO3 dengan penambahan NaCl dan Na- EDTA yang disintesis pada temperatur 210oC (WO_H210T20_CE0.8) adalah rod like structure. WO_H180T20 mempunyai kapasitas discharge awal sebesar 814.3 mAh/g dengan efisiensi pertama sebesar 53.7%. Di sisi lain, WO_H210T20_CE0.8 mempunyai performa elektrokimia yang bagus dengan kapasitas discharge awal 558.9 mAh/g dan effisiensi pertama sebesar 86.9%. Hal ini membuktikan bahwa h-WO3 adalah salah satu kandidat material yang potensial untuk anoda baterai ion lithium. Peningkatan performa elektrokimia WO3 dapat disebabkan oleh struktur morfologi yang teratur. Na-EDTA tidak hanya diketahui berpengaruh pada keseragaman dan kekristalan yang tinggi pada produk, tetapi juga berperan penting dalam perilaku pertumbuhan WO3 selama proses sintesis. Nanokomposit tungsten trioksida/reduced grafena oksida (WO3/rGO) juga telah disintesis dengan menggunakan metode hidrotermal dan dievaluasi sebagai material anoda untuk baterai ion lithium. Pada siklus yang pertama, elektroda nanokomposit (WO_H180T20_GO8%) mengasilkan kapasitas discharge sebesar 987.4 mAh/g dengan efisiensi sebesar 64.6%. Selain itu, pada densitas arus 700 mA/g, elektroda ini mampu menghasilkan kapasitas sebesar 219.5 mAh/g setelah 100 siklus. Peningkatan performa elektrokimia pada material ini dapat disebabkan oleh kombinasi struktur yang unik antara WO3 dan rGO. ======================================================================================================================== Tungsten trioxide (WO3) is expected to be profitable in improving of LIBs due to enhanced safety because of high melting temperature and mechanical stability, low cost, large theoretical capacity (693 mAh/g) and high volumetric capacity. The objective of the contribution is to introduce a high performance anode alternative to graphite for lithium-ion batteries. Hexagonal WO3 was synthesized via hydrothermal route using NaCl and/or Na-EDTA as structure directing templates and then these materials were evaluated as an anode material for lithium ion batteries. The Na2WO4.2H2O/Na-EDTA molar ratio and the reaction temperature are found to play important roles in determining the morphologies and electrochemical properties of the WO3 product. The morphology of WO3 product without adding either NaCl or Na-EDTA (WO_H180T20) is nanoparticle whereas that of WO3 product with adding NaCl and Na-EDTA synthesized at 210oC (WO_H210T20_CE0.8) is rod like structure. WO_H180T20 has initial discharge capacity of 814.3 mAh/g with a first coulombic efficiency of 53.7%. On the other hand, WO_H210T20_CE0.8 has a good electrochemical performance with initial discharge capacity of 558.9 mAh/g and a high first coulombic efficiency of 86.9 %. These proved that h-WO3 is one of good candidate materials for lithium ion battery anode. The improved electrochemical performance of WO3 could be ascribed to the highly ordered self-assemble structures. Na-EDTA is not only found to be responsible for the especially good uniformity and high crystallinity of the products, but also play important role in restricting the natural growing habit of WO3 due to the possible selective interaction between EDTA and certain crystal facets, thus having a great impact over its final morphology. Tungsten trioxide/reduced graphene oxide (WO3/rGO) nanocomposites also were synthesized via hydrothermal method and evaluated as an anode material for lithium batteries. At first cycle the nanocomposite electrode (WO_H180T20_GO8%) exhibits a discharge capacity of 987.4 mAh/g with a coloumbic efficiency of 64.6%. And at a current density of 700 mA/g it can delivers as high as 219.5 mAh/g after 100 cycles. The improved electrochemical performance could be attributed to the incorporation of rGO and the unique structure of the nanocomposite.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTMt 621.312 423 Wid s
Uncontrolled Keywords: Tungsten trioksida, material anoda, baterai ion lithium, efisiensi.
Subjects: T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > (S2) Master Theses
Depositing User: Users 13 not found.
Date Deposited: 25 Sep 2017 05:02
Last Modified: 25 Sep 2017 05:02
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/48875

Actions (login required)

View Item View Item