Faiz, Ananta Febrisyal and Kurniawan, Farras and Ir. Bambang Ismuyanto, M.S., IPM and Dr. Mar’atul Fauziyah, S.T. (2022) Simulasi Model Discharge Baterai Lithium-Ion (LiFePO4) Dengan Pendekatan Shepherd Modifikasi Dan Fenomena Reaksinya. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Baterai merupakan salah satu sistem penyimpanan energi dengan sistem elektrokimia. Salah satu baterai yang digunakan adalah baterai lithium ion. Baterai lithium ion termasuk jenis baterai sekunder (rechargeable battery) yang memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan baterai sekunder yang lain. Pada baterai secara umum terdapat katoda, anoda, elektrolit dan bagian cell baterai. Pada baterai sekunder, anoda dan katoda diharuskan melakukan proses charging dan discharging yang berulang. Secara umum proses charge dan discharge terjadi ketika ion yang mengalir dari satu elektroda menuju ke elektroda lainnya sehingga membentuk suatu media untuk menyimpan energi listrik di dalam elektroda. Selanjutnya, laju reaksi akan meningkat ketika ion dari elektrolit dialirkan ke elektroda. Sedangkan, elektrolit akan berfungsi sebagai medium transfer ion-ion tersebut. Pada saat proses discharging dan juga charging terdapat grafik yang menggambarkan karakteristik proses tersebut. Grafik tersebut mengambarkan perbandingan penghabisan/pengisian kapasitas (Ah/gram) baterai terhadap tegangan (Volt). Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk meninjau proses discharge yang terjadi dengan melakukan simulasi. Data yang mendukung proses simulasi adalah data sekunder. Data sekunder diperoleh dari data manufaktur baterai NX 26650 LiFePO4 battery yang didiproduksi oleh Enix Energies. Baterai ini merupakan baterai berjenis lithium iron phosphate (LiFePO4). Variable yang digunakan pada simulasi ini adalah current rate (C) dengan variasi 0,5 C, 5 C, 10 C, 15 C, 20 C, dan 30 C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap kenaikan nilai current rate akan mengakibatkan penuurunan nilai kapasitas dan juga voltase pada setiap variablenya. Hasil simulasi menunjukkan grafik discharge dengan nilai yang berbeda untuk setiap variabelnya. Nilai Qexp berada pada rentang 0,105 - 0,170 Ah/gram, Qnom berada dalam rentang 2,266 – 1,843 Ah/gram, Qfull berada dalam rentang 2,300 – 2,048 Ah/gram, Vexp berada dalam rentang 3,341 – 2,366 V, Vnom berada dalam rentang 3,091 – 2,260 V dan Vfull berada dalam rentang berada dalam rentang 3,565 – 2,473 V. Perbedaan pada gradien grafik discharge dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti laju difusi ion lithium pada material katoda, fase transisi material aktif, disintegrasi dari struktur kristal, perpindahan ion logam kedalam elektrolit. Jika faktor tersebut dibatasi pada kondisi yang sama, faktor lain yang mempengaruhi adalah distribusi dan ukuran partikel material katoda, suhu, karakteristik elektrolit, dan struktur pori separator.
English Abstract
Battery is one of the energy storage systems which has electrochemical system. An An example of various types of batteries that have been developed is lithium ion battery. Lithium ion batteries are a type of secondary battery (Rechargeable battery) which has many advantages compared to other secondary batteries. In general the composition of battery is cathode, anode, electrolyte and parts of battery cell. In secondary batteries, the anode and cathode are required to carry out a repeated charging and discharging process. The Process of charge and discharge occurs when ions flowing from the electrode to the another electrode, with the result that forming a medium for storing electrical energy in the electrode. Futhermore, the reaction rate will increase when ions from electrolyte are introduced to the electrodes. Meanwhile, the electrolyte will functions as a transfer medium for these ions. During discharging and charging process, there is a graph that describes the characteristics of the process, the graph will illustrates the ratio of the discharge or charge capacity (Ah/gram) of the battery to the voltage (Volt). Therefore, this study aims to review the discharge process that occurs by conducting simulations. The data that supports the simulation process is secondary data. Secondary data was obtained from manufacturing data of the NX 26650 LiFePO4 battery that produced by Enix Energies. This battery is a lithium iron phosphate (LiFePO4) type of battery. The variable used in this simulation is the current rate with variations of 0,5 C; 5 C; 10 C; 15 C; 20 C; and 30 C. The results showed that increasing of the current rate value will result in a decreasing of the capacity value and also the voltage on each variable. The simulation results show a discharge graph with different values for each variable. The value of Qexp is in the range of 0,105 to 0,170 Ah/gram, Qnom is in the range of 2,266 to 1,843 Ah/gram, Qfull is in the range of 2,300 to 2,048 Ah/gram. The value of Vexp is in the range of 3,341 to 2,336 V, Vnom is in the range of 3,091 to 2,260 V, Vfull is in the range of 3,565 to 2,473 V. The difference in the gradient of the discharge graph is influenced by several factors such as the rate of diffusion of lithium ions in the cathode material, phase transition of the active material, disintegration of the crystal structure, transfer of metal ions to the electrolyte. If these factors are limited to the same conditions, other influencing factors are the distributon and the particle size of the cathode material, temperature, electrolyte characteristics, and the pore structure of the separator
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 0522070311 |
| Uncontrolled Keywords: | Current rate, Discharge, Kapasitas, Lithium ion, Voltase .- Capacity, Current rate, Discharge, Lithium ion, Voltag |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 660 Chemical engineering and related technologies |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 04 Apr 2023 06:34 |
| Last Modified: | 04 Apr 2023 06:34 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/197937 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
FARRAS KURNIAWAN.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2024. Download (4MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |