Anoda Li4Ti5O12 (LTO) yang didoping dengan Mg dan Fe dalam bentuk Li4-xMgxTi5-xFexO12 (x = 0, 0.05, 0.1) telah berhasil disintesis menggunakan metode solidstatedengan bantuan sonikasi menggunakan sumber prekursor TiO2 dan Fe2O3, baikkomersial maupun hasil sintesis. Hasil SEM menunjukkan sampel dengan co-doping Mgdan Fe pada LTO komersial memiliki morfologi yang relatif sama dan seragam dan terjadipengurangan ukuran partikel co-doping LTO dengan x = 0.05. Namun, co-doping LTOhasil sintesis tidak ditemukan adanya reduksi pada ukuran partikel yang mengindikasikanbahwa co-doping Mg dan Fe tidak berpengaruh pada ukuran partikel. Hasil EDSmenunjukkan kehadiran unsur Mg, Fe, Ti, dan O yang menunjukkan bahwa unsur yangdiinginkan pada sampel co-doping dan persebarannya relatif merata. Karakterisasi XRDmenunjukkan bahwa fasa Mg(OH)2 dan Fe2O3 tidak ditemukan di dalam struktur codopingLTO yang mengindikasikan bahwa atom Mg dan Fe telah bergabung denganstruktur LTO. Sampel dengan prekursor TiO2 dan Fe2O3 komersial dan TiO2 sintesisdengan Fe2O3 hasil purifikasi pada komposisi x = 0,1 memiliki fasa pengotor terendahdibandingkan LTO komersial dan LTO sintesis murni yaitu 12,7% dan 9,9%. Nilai Rctsemua sampel co-doping menunjukkan nilai Rct lebih kecil dibandingkan nilai Rct LTOmurni (Rct co-doping < Rct LTO murni). Hal ini menunjukkan bahwa co-doping Mg danFe mengurangi hambatan difusi LTO, sehingga meningkatkan transfer muatan dankonduktivitas listrik. Dengan demikian, menunjukkan bahwa pergerakan ion Li+ lebihmudah pada sampel LTO yang didoping. Sampel LTO sintesis dengan menggunakanprekursor Fe2O3 hasil purifikasi (x = 0,1) memiliki nilai Rct paling rendah dibandingkansemua sampel yaitu 85,41 Ω dan memiliki nilai koefisien difusi ion litium dankonduktivitas paling besar yaitu 2,081 x 10-11 cm2.s-1 dan 2,913 S.cm-1. Selain itu,memiliki nilai ΔE yang paling rendah, sehingga memiliki derajat polarisasi terendah danreversibilitas yang paling baik. Pada C-rate tinggi (15C), sampel LTO sintesis denganpenambahan Fe2O3 hasil purifikasi (x=0,1) memiliki kapasitas tertinggi dibandingkansampel co-doping LTO sintesis lainnya yaitu 21,716 mAh/g. Sedangkan pada co-dopingLTO komersial, LTO komersial dengan prekursor Fe2O3 komersial (x=0,1) memilikikapasitas tertinggi yaitu 47,70 mAh/g
Li4Ti5O12 (LTO) anode doped with Mg and Fe in the form of Li4-xMgxTi5-xFexO12(x = 0, 0.05, 0.1) was successfully synthesized using the solid-state method withsonication using TiO2 and Fe2O3 precursor sources, both comercial and synthetic. SEMresults showed that the co-doped samples of Mg and Fe on commersial LTO hadrelatively the same and uniform morphology and particle size reduced of the LTO codopedparticles with x = 0.05. However, co-doping of synthesized LTO was not found inany reduction in particle size, indicating that Mg and Fe co-doping had no effect onparticle size. The EDS results showed the presence of Mg, Fe, Ti, and O elements whichindicated that the desired element in the co-doping sample and its distribution wasrelatively even. XRD characterization showed that Mg(OH)2 and Fe2O3 phases were notfound in the LTO co-doping structure indicating that Mg and Fe atoms had joined theLTO structure. Samples with commercial TiO2 dan Fe2O3 precursor and synthesized TiO2with purified Fe2O3 at the composition x = 0.1 had the lowest impurity phase comparedto commersial LTO and synthetic LTO, namely 12.7% and 9.9%. The Rct value of all codopingsamples shows that the Rct value is smaller than the Rct value for pure LTO (codopingRct < pure LTO Rct). This suggests that the co-doping Mg and Fe reduces thediffusion resistance of LTO, thereby increasing charge transfer and electricalconductivity. Thus, it shows that the movement of Li+ ions is easier in the co-doped LTOsamples. Synthesized LTO samples using the purified Fe2O3 precursor (x = 0.1) has thelowest Rct value compared to all samples, namely 85.41 Ω and has the greatest value oflithium ion diffusion coefficient and conductivity values of 2.081 x 10-11 cm2.s-1 and 2.913S.cm-1. In addition, it has the lowest ΔE value, so it has the lowest degree of polarizationand the best reversibility. At a high C-rate (15C), the synthetic LTO sampel with theaddition of purified Fe2O3 (x = 0.1) has the highest capacity compared to other syntheticLTO co-doping samples, namely, 21.716 mAh/g. While in commersial LTO co-doping,sampel commercial Fe2O3 precurcor (x = 0.1) has the highest capacity of 47.70 mAh/g. |
T-Faizah.pdf :: Unduh