Pengaruh Doping Zr Terhadap Performa Elektrokimia Pada Material Katoda Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2 (NCM811)

Imaliza, Nurul (2023) Pengaruh Doping Zr Terhadap Performa Elektrokimia Pada Material Katoda Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2 (NCM811). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6001201006-Master_Thesis Imaliza.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis performa elektrokimia material katoda Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2 dengan variasi doping Zr (x = 0; 0,01 dan 0,02). Material katoda ini telah berhasil disintesis menggunakan metode kopresipitasi hidroksida. Analisis X-Ray Diffractometer (XRD) menunjukkan fasa utama yang terbentuk memiliki struktur berlapis heksagonal dengan grup ruang R-3M yang diikuti oleh munculnya fasa sekunder struktur kubik, grup ruang FD-3M dan dari hasil XRD juga menunjukkan bahwa doping Zr dapat bermanfaat untuk meningkatkan stabilitas strukturnya, ditandai dengan tidak ada perubahan struktur fasa yang terbentuk. Fasa heksagonal tertinggi dimiliki oleh sampel dengan doping Zr (x=0,02) sebesar 88,05%. Pengamatan morfologi menggunakan SEM-EDX menunjukkan morfologi yang hampir bulat serta doping Zr menyebabkan ukuran partikel lebih besar dengan persebaran partikel merata dan tidak ditemukan unsur pengotor yang tidak diinginkan. Analisis pengujian CV didapatkan nilai tegangan puncak oksidasi-reduksi berturut-turut dari masing-masing sampel 3,533 V; 3,624 V dan 3,803 V. Puncak reduksi berturut-turut 3,196V, 3,134V dan 3,619V. Pengujian EIS dilakukan untuk mengukur konduktivitas katoda baterai Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2. Berdasarkan hasil analisis EIS diperoleh nilai konduktivitas listrik tertinggi dimiliki pada sampel dengan variasi doping Zr (x=0,02) senilai 〖2,7×10〗^(-5) S cm^(-1). Difusi ion tertinggi dimiliki oleh sampel dengan variasi doping Zr (x=0,02) sebesar 2,0×〖10〗^(-12) cm^2 s^(-1). Secara umum semakin tinggi doping Zr mengakibatkan nilai konduktivitas semakin meningkat. Kapasitas Spesifik 0,92 mAh/g, 0,75 mAh/g dan 1,38 mAh/g didapatkan berturut-turut untuk (x=0; 0,01 dan 0,02). Kemampuan pengisian dan pengosongan muatan (charging and discharging) pada material katoda ini menunjukkan nilai kapasitas pengisian dan pengosongan pada masing-masing sampel. Kapasitas dengan nilai tertinggi ditunjukkan pada saat doping Zr x=0,02. Namun nilai kapasitas muatan yang di dapatkan ini masih belum optimum atau masih sangat rendah.

==================================================================================================================================

This study proposes to analyze the electrochemical performance of cathode material Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2 with Zr doping variations Zr (x = 0; 0,01 dan 0,02). It has been successfully synthesized using the hydroxide coprecipitation method. X-Ray Diffractometer (XRD) analysis showed the main phase formed had a layered hexagonal structure with the R-3M space group followed by the emergence of a secondary phase of cubic structure in the FD-3M space group and from the XRD results also showed that Zr doping could be beneficial for improving the stability of its structure, characterized by no change in the phase structure formed. The highest hexagonal phase belonged to a sample with a Doping Zr (x=0.02) of 88,05%. Morphological observations using SEM-EDX show that almost spherical morphology and Zr doping cause larger particle sizes with an even particle distribution and no impurities are found. Analysis of the CV test obtained the value of the peak oxidation-reduction stress respectively from each sample—reduction peaks 3,196V, 3,134V, and 3,619 V respectively. EIS testing was performed to measure the cathode conductivity of Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xZrxO2 batteries. Followed on the results of the EIS analysis, the highest electrical conductivity value was obtained in samples with a doping variation Zr (x=0,02) worth 〖2,7×10〗^(-5) S cm^(-1). The highest ion diffusion was possessed by samples with a doping variation Zr (x=0,02) of 2,0×〖10〗^(-12) cm^2 s^(-1). In general, higher doping Zr results in the conductivity value increasing. Specific Capacity 0,92 mAh/g, 0,75 mAh/g, and 1,38 mAh/ were obtained for (x=0; 0.01 and 0.02) respectively. The charging and discharging capabilities of this cathode material show the value of the charging and discharge capacity of each sample. The capacity with the highest value is shown when doping Zr x=0,02. However, the value of the obtained payload capacity is still not optimal or very low.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Li (Ni0.8Co0.1Mn0.1) O2, Metode Kopresipitasi, Doping Zr, Coprecipitation Methode, Zr Doping
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC610.3 Electric conductivity
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Nurul imaliza
Date Deposited:	15 Feb 2023 08:30
Last Modified:	15 Feb 2023 08:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/97096

Actions (login required)

View Item