Pengaruh Penambahan Kitosan dan Asam Sitrat terhadap Pembentukan LiMn2O4 Spinel menggunakan Metode Sol-Gel

Abstract

Spinel LiMn₂O₄is widely developed as cathode in lithium batteries because of its high energy density. In this work, spinel LiMn₂O₄ was synthesized using sol gel method with addition of chitosan and citric acid as chellating agent. Densification of powder was done at calcination temperature of 600°C. The addition of 1% chitosan (w/v) increased mass fraction of spinel LiMn₂O₄ up to 73.9%, whereas the addition 0.2 M of citric acid showed no significant effect on formation of spinel LiMn₂O₄, but it could prevent particles agglomeration. Optimum condition for synthesis of spinel LiMn₂O₄was obtained by combining chitosan and citric acid as chellating agent, resulting in particles with crystallite size of 28 nm and conductivity of 9.38 x10^-6 s/cm².

LiMn₂O₄ spinel_­ banyak dikembangkan untuk katoda dalam baterai lithium karena memiliki kerapatan energi yang tinggi. Dalam penelitian ini, LiMn₂O₄ spinel disintesis menggunakan metode sol-gel dengan kitosan dan asam sitrat sebagai senyawa pengkelat.  Densifikasi dilakukan pada suhu kalsinasi 600°C. Penambahan kitosan 1% (w/v) mampu meningkatkan fraksi massa fasa LiMn₂O₄ spinel hingga 73,9% (w/w). Penambahan asam sitrat 0,2 M ke dalam prekursor yang mengandung kitosan tidak memberikan hasil yang signifikan terhadap pembentukan fasa LiMn₂O₄ spinel, namun berperan dalam mencegah aglomerasi partikel. Kondisi optimum sintesis LiMn₂O₄ spinel diperoleh dengan penambahan kombinasi kitosan dan asam sitrat sebagai senyawa pengkelat, menghasilkan ukuran kristalit 28 nm dan konduktivitas sebesar 9,38 x10^-6 s/cm².