Pengaruh Microstructuring dan Annealing Terhadap Kinerja Baterai Koin Berbasis Silikon Nanopartikel - Capstone

MUHAMMAD FAUDZAN ABDULLAH

Informasi Umum

Kode

25.04.6350

Klasifikasi

000 - General Works

Jenis

Karya Ilmiah - Skripsi (S1) - Reference

Subjek

Materials Engineering

Dilihat

120 kali

Informasi Lainnya

Abstraksi

Microstructuring pada anode tembaga dilaporkan dapat memperluas area efektif dan meningkatkan kualitas adhesi lapisan aktif, sedangkan annealing dapat memperbaiki kristalinitas serta homogenitas lapisan sehingga memengaruhi karakteristik antarmuka dan impedansi. Penelitian ini mempelajari efek microstructuring dan annealing pada purwarupa baterai koin berbasis nanopartikel silikon. Microstucturing dilakukan dengan menggunakan laser femtosecond untuk membentuk pola. Pelapisan nanopartikel silikon menggunakan Pulsed Laser Deposition (PLD). Karakterisasi mencakup morfologi (SEM), komposisi unsur (EDX), struktur kristal (XRD), uji elektrokimia awal (Cyclic voltammetry/CV, Electrochemical Impedance Spectroscopy/EIS, dan pengukuran kapasitas spesifik berdasarkan hasil pengukuran charge-discharge baterai. Hasil menunjukkan bahwa microstructuring yang dibentuk melalui pola laser menghasilkan lapisan silikon yang lebih seragam dan meningkatkan kontak dengan substrat, sedangkan sampel dengan perlakuan annealing memiliki kristalinitas dan homogenitas lapisan yang lebih baik. SEM menunjukkan ukuran partikel silikon rata-rata berada pada kisaran ~1,2 – 2,7 ?m tergantung pola dan parameter deposisi. EDX mengonfirmasi keberadaan silikon pada permukaan tembaga. XRD setelah annealing menampilkan perubahan intensitas puncak yang mengindikasikan kristalinitas lapisan aktif meningkat dibandingkan sebelum annealing. Pada pengujian CV, nilai selisih potensial puncak (?ep) berada pada rentang 0,542 – 1,639 V. Hasil EIS memperlihatkan nilai (Rs) pada rentang ~4,34 – 12,22 ?. Kapasitas spesifik yang terukur berada pada rentang 30–515 mAh/g. Microstructuring saja, dengan pola berbentuk lingkaran (CIRC-PLD) mampu menurunkan Rs dari 5,54 ? (NONE-PLD) menjadi 4,34 ?, menurunkan ?Ep dari 1,121 V menjadi 0,542 V, dan meningkatkan kapasitas spesifik dari 30 mAh/g menjadi 515 mAh/g. Annealing saja pada tembaga yang tidak memiliki pola microstructuring (NONE-PLD-ANN) meningkatkan kapasitas hingga 200 mAh/g meskipun ?Ep sedikit naik menjadi 1,196 V dan Rs meningkat menjadi 12,22 ?. Kombinasi microstructuring dengan pola Grid dan annealing (GRID-PLD-ANN) menghasilkan kapasitas 400 mAh/g dengan ?Ep 2,345 V dan Rs 7,8 ?, menunjukkan bahwa kontribusi utama annealing dapat meningkatkan kapasitas, sementara microstructuring dapat menurunkan kapasitas maupun menurunkan Rs dan ?Ep.