Lithium Titanium Oksida (Li4Ti5O12/LTO) merupakan salah satu kandidat material pengganti anoda grafit yang menjanjikan. Dengan karakteristiknya sebagai material “zero-strain insertion compound”, Li4Ti5O12 lebih aman digunakan sebagai material anoda pengganti grafit. Informasi ini disampaikan Slamet Priyono pada sidang promosi Doktor Departemen Teknik Metalurgi dan Material FTUI yang diselenggarakan pada Selasa (28/6). Slamet berhasil meraih gelar Doktor dengan predikat Cum Laude dan merupakan Doktor ke-53 yang lulus dari Departemen Teknik Metalurgi dan Material serta Doktor ke-452 di FTUI.
“Bahan ini tidak mengandung unsur yang beracun, kesediaannya berlimpah dan harganya relatif murah. Namun demikian masih ditemukan kendala yaitu kapasitasnya yang lebih rendah daripada grafit, konduktivitas elektronik yang rendah dan koefisien difusi ion lithium yang rendah, menyebabkan material ini memiliki kemampuan untuk kondisi high rate selama proses charge-discharge yang juga rendah. Konduktivitas dan difusi yang buruk disebabkan karena kekurangan elektron pada orbital 3d dari Ti,” ungkap Slamet.
Fabrikasi anoda lithium titanat (Li4Ti5O12) dengan doping ion Al3+, dan pelapisan karbon melalui metode sol-gel telah berhasil dilakukan. Doping ion Al3+, pelapisan karbon, dan modifikasi permukaan secara sinergik digunakan untuk mengatasi kekurangan Li4Ti5O12. Metode sol-gel pada lingkungan asam merupakan teknik yang sederhana dan mampu menghasilkan material dengan ukuran kecil dan seragam dipandang sebagai cara terbaik untuk dilakukan secara sinergik.
Peningkatan pH secara bertahap dapat meningkatkan fasa pengotor (rutil) dan memicu aglomerasi partikel dan menutup struktur berpori di permukaan. Peningkatan pH juga menurunkan koefisien difusi, nilai kapasitas spesifik dan laju kapabilitas. Doping tidak mempengaruhi fasa, struktur kristal dan morfologi. Doping ion Al3+ cenderung menurunkan kapasitas spesifik pada C-rate rendah (0,1C), namun penambahan ion Al3+ sebanyak 0,03 mol mampu meningkatkan kapabilitas pada laju-C tinggi (5C dan 10 C). Pelapisan karbon pada permukaan Li4Ti5O12 tidak mengubah fasa dan struktur kristal Li4Ti5O12 secara signifikan.
Karbon Super P melapisi Li4Ti5O12 secara merata sehingga memiliki kapasitas spesifik terbaik. Super P memiliki sifat ringan, berpori dan lebih murni sehingga sampel memiliki kapasitas 249 mAh/g. Sedangkan karbon gula memblokir pori-pori permukaan elektroda dan masih mengandung gugus -OH sehingga memberikan efek negatif pada performa elektrokimia dengan kapasitas spesifik 100 mAh/g. Modifikasi permukaan dengan karbon gula pada Li4Ti5O12 doping Al3+ dengan pirolisis mampu membuat permukaan menjadi kasar, namun modifikasi menurunkan nilai kapasitas psesifik.
Sidang promosi doktor ini dipimpin Ketua Sidang, Prof. Dr. Heri Hermansyah, ST., M.Eng., IPU. dengan Promotor, Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng. dan Ko Promotor, Dr. Wahyu Bambang Widayatno. Tim Penguji terdiri dari Dr. Deni Ferdian, S.T., M.Sc., Drs. Nofrijon Sofyan, M.Si., Ph.D, Dr. Ir. Bambang Priyono, MT, Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, M.Sc., dan Prof. Dr. Rike Yudianti.
***
Biro Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia