ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 18 (1) (2015) : 7 – 12
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Pengaruh Variasi Waktu Milling terhadap Karakter Produk Sintesis LiMn 2 O 4 dengan Reaksi Padat-Padat
Ega Sharfina a , Rahmad Nuryanto a* , Teguh Yulius Surya Panca Putra b
a Physical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof.
Soedarto, Tembalang, Semarang
b Center for Science and Technology of Advanced Materials, Indonesia National Nuclear Energy Agency, BATAN
* Corresponding author: nuryantorahmad@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o

## A b s t r a c t
Keywords: LiMn 2 O 4 cathode,
High Energy Milling (HEM), conductivity LiMn 2 O 4 cathode synthesis of Li 2 CO 3 and MnO 2 base material by solid state reaction with high  temperature  heating  has  been  done.  Powder  mixing  used  a  mechanical  mixing process by varying the milling time of 0, 2, 4, 6, and 8 hours. The research stages included mixing Li 2 CO 3 and MnO 2 materials using High Energy Milling (HEM), sintering at 850°C for 6 hours, and characterization using XRD, SEM-EDS and LCR meters. The principle of the HEM tool is the utilization of collisions between the crushing balls. The wall of the container is rotated and moved in a certain way to obtain a reaction product with a high degree of homogeneity and increase the uniformity of particle size. XRD analysis results showed that the addition of milling time effect on widening peak diffraction of Li 2 CO 3 and MnO 2 leading  to  formation  of  new  phase  forming  LiMn 2 O 4 crystals  characterized  by  a more amorphous looking difractogram. The LiMn 2 O 4 alloy was formed after the powder of the milling product was heated to a temperature of 850°C. Conductivity test noted that at 8 hours milling time, the highest conductivity value was obtained, which was 1.32 x 10 -
4 Scm -1 .

## A b s t r a k
Kata Kunci: katoda LiMn 2 O 4 , High Energy Milling (HEM), konduktivitas
Sintesis katoda LiMn 2 O 4 dari bahan dasar Li 2 CO 3 dan MnO 2 melalui metode reaksi padat- padat  dengan  pemanasan  suhu  tinggi  telah  dilakukan.  Pencampuran  serbuk menggunakan proses pemaduan mekanik dengan memberikan variasi waktu milling 0, 2, 4,  6,  dan  8  jam.  Tahapan  penelitian  meliputi  pencampuran  bahan  Li 2 CO 3 dan  MnO 2 menggunakan  High  Energy  Milling  (HEM),  sintering  pada  temperatur  850°C  selama  6 jam, dan karakterisasi menggunakan XRD, SEM-EDS dan LCR meter. Prinsip alat HEM adalah pemanfaatan tumbukan antara bola-bola penghancur. Dinding wadahnya diputar dan  digerakkan  dengan  cara  tertentu  untuk  mendapatkan  hasil  reaksi  dengan  tingkat homogenitas yang tinggi dan meningkatkan keseragaman ukuran partikel. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa penambahan waktu milling berpengaruh terhadap pelebaran puncak difraksi Li 2 CO 3 dan MnO 2 yang mengarah ke pembentukan fasa baru membentuk kristal LiMn 2 O 4 yang ditandai dengan difraktogram yang tampak semakin amorf. Paduan LiMn 2 O 4 terbentuk setelah serbuk hasil milling dipanaskan pada temperatur 850°C. Uji konduktivitas  mencatat  bahwa  pada  waktu  milling  8  jam  diperoleh  nilai  konduktivitas tertinggi, yaitu sebesar 1,32 x 10 -4 Scm-1.

## 1. Pendahuluan
Baterai  merupakan  salah  satu  sumber  energi  yang banyak digunakan saat ini. Alasan utama baterai menjadi
energi  alternatif  karena  bentuknya  sederhana,  ringan, tahan  lama  dan  dapat  diisi  ulang  energinya  [1]. Komponen  baterai  terdiri  dari  larutan  elektrolit  dan
elektroda,  dimana  elektroda  terbagi  atas  katoda  dan anoda.
Diantara  banyak  jenis  baterai,  yang  banyak mendapat  perhatian  adalah  baterai  lithium.  Baterai lithium  adalah  baterai  yang  berbasis  ion  dengan  ion lithium  sebagai  ion  yang  bergerak.  Baterai  Lithium sangat menarik untuk dikembangkan karena mempunyai banyak  keunggulan  antara  lain  mempunyai  tegangan yang besar (sekitar 3,6 V- 4,2 V), waktu hidup yang lama, dan material elektrodanya tidak beracun.
Bahan  katoda  yang  cukup  populer  pada  baterai lithium  adalah  lithium  mangan  oksida  (LiMn 2 O 4 ), dimana katoda tersebut mempunyai struktur spinel yang memiliki  rangka  logam/oksigen  dengan  celah-celah tetrahedral  berkesinambungan  sehingga  dapat  dilewati ion  lithium  secara  efektif  [2].  Katoda  LiMn 2 O 4 dengan struktur  spinel  kubik  menjadi  menarik  untuk dikembangkan  karena  keuntungan  lainnya  seperti kelimpahan  mangan  yang  besar  dalam  kerak  bumi  dan ramah  lingkungan  [3],  selain  itu  katoda  LiMn 2 O 4 memiliki  nilai  konduktivitas  ion  yang  tinggi  [4]  serta stabilitas termal yang baik [5].
Pemaduan  mekanik  adalah  salah  satu  metode pencampuran  logam  dengan  memanfaatkan  tumbukan bola  dengan  serbuk  yang  mengakibatkan  serbuk mengalami  deformasi.  Paduan  Li 4 Ti 5 O 12 disintesis dengan  menggunakan  milling  untuk  mendapatkan struktur  nano  sehingga  menaikkan  nilai  konduktivitas, karena  dalam  dimensi  partikel  nano  mempersingkat jarak transportasi elektron dan ion lithium, dan bidang kontak  antara  elektroda  dengan  elektrolit  meningkat yang akan menyebabkan kinerja elektrokimia meningkat [6].  Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  dilakukan  variasi waktu  milling  pada  pemaduan  mekanik  terhadap pembentukan  katoda  LiMn 2 O 4 untuk  mendapatkan struktur nano secara maksimal.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi  waktu  milling  terhadap  struktur  kisi  padatan, mikro  struktur  serta  hubungannya  dengan  nilai konduktivitas yang dihasilkan.

## 2. Metode Penelitian

## Bahan dan Alat
Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah  Lithium Carbonat (Li 2 CO 3 ) p.a, Mangan Dioksida (MnO 2 ) p.a. Alat- alat  yang  digunakan  adalah  peralatan  gelas,  cawan porselin,  spatula,  neraca  digital,  Thermolyne  furnace 47900, High  Energy  Milling (HEM)  E3D,  X-Ray Diffractometer  (XRD),  Scanning  Electron  Microscope (SEM)-  Energy  Dispersive  X-ray  Spectroscopy  (EDS), LCR HI Tester HIOKI 3532-50.
Sintesis Katoda LiMn 2 O 4
Penimbangan  3,3818  gram  serbuk  Li 2 CO 3 dan 14,8068  gram  serbuk  MnO 2 .  Kemudian  kedua  bahan digerus dan dicampur menggunakan High Energy Milling (HEM)  E3D  berkecepatan  380  rpm  dengan  masing- masing variasi waktu milling 0 jam, 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan  8  jam  pada  suhu  kamar  diawal  proses  milling.
Perbandingan  serbuk  dan  bola  milling  yang  digunakan adalah sebesar 1:5. Serbuk campuran yang diperoleh dari hasil milling selanjutnya dibentuk menjadi pellet dengan tekanan 2000 Psi dan tebal 1 cm serta berdiameter 1,5 cm. Setelah  itu  dilakukan  proses  sintering  menggunakan furnace pada temperatur 850°C selama 6 jam.

## Karakterisasi Senyawa
Hasil  Sintesis.  Padatan  hasil  sintesis  kemudian dilakukan  penentuan  ukuran  bulir  kristal  dan  jenis struktur  kristal  menggunakan  XRD  (PANalytical). Analisis morfologi permukaan dan komposisi unsur dari material  katoda  dilakukan  menggunakan  SEM-EDS, serta analisis kemampuan padatan dalam menghantarkan  listrik  digunakan  alat  LCR  HI  Tester HIOKI 3532-50.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Sintesis  katoda  LiMn 2 O 4 .  Katoda  LiMn 2 O 4 telah disintesis  dari  bahan  Li 2 CO 3 dan  MnO 2 melalui  metode raksi  padat-padat  ( solid  state  reacti on )  dengan pemanasan  suhu  tinggi.  Kedua  bahan  direaksikan  di dalam  sebuah  alat  pencampur  material anorganik  yang kedap  udara  bernama High  Energy  Milling (HEM)-  E3D berkecepatan 380 rpm.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  membuat  variasi lamanya waktu milling dalam alat dengan variasi waktu 0  jam  (konvensional),  2  jam,  4  jam,  6  jam,  dan  8  jam. Variasi  waktu  milling  tersebut  bertujuan  untuk mendapatkan fasa kristal katoda LiMn 2 O 4 yang maksimal sehingga  nilai  konduktivitas  diharapkan  akan  semakin meningkat sebagai akibat dari struktur fasa kristal yang semakin baik.
Prinsip penelitian ini adalah pemanfaatan tumbukan antara  bola-bola  penghancur  dan  dinding  wadahnya yang diputar dan digerakkan dengan cara tertentu untuk mendapatkan  hasil  reaksi  dengan  tingkat  homogenitas yang  tinggi  dan  meningkatkan  keseragaman  ukuran partikel. Reaksi yang terjadi dapat diperkirakan sebagai berikut:
Li 2 CO 3 (s) + 4 MnO 2 (s) → 2 LiMn 2 O 4 (s) + CO 2 (g) + ½ O 2 (g)
Pencampuran  antara  serbuk  Li 2 CO 3 dan  MnO 2 menghasilkan  campuran  serbuk  berwarna  hitam. Perlakuan  panas  diberikan  pada  campuran  bahan  hasil milling  dan  pencampuran  konvensional,  yaitu  dengan proses  sintering  pada  temperatur  850°C  selama  6  jam. Ketika  dilakukan  sintering  logam  mangan  mengalami oksidasi,  yaitu  dari  Mn 2+ menjadi  Mn 3+ .  Reaksi  oksidasi yang terjadi dapat diperkirakan sebagai berikut.
HO-Mn-O-Mn-OH(s) + ½O 2 (g) → Mn 2 O 3 (s) + H 2 O(l)
Analisis  pengukuran  dengan  difraksi  sinar-X dilakukan  sebagai  identifikasi  awal  untuk  mempelajari komponen-komponen  yang  dihasilkan  dari  sintesis. Dihasilkan puncak-puncak difraksi sebagai berikut.
Gambar 1. Pengukuran difraksi sinar x paduan Li 2 CO 3 dan MnO 2 hasil milling dengan berbagai variasi waktu
Terdapat puncak difraksi yang semakin melebar dan intensitasnya  juga  semakin  berkurang  seiring  dengan penambahan  waktu  milling.  Hal  ini  mengindikasikan semakin  lama  milling  yang  dilakukan  menyebabkan semakin  melebarnya  puncak  difraksi  Li 2 CO 3 dan  MnO 2 maka telah terjadi perubahan struktur kristal pada Li 2 CO 3 dan  MnO 2 yang  mengarah  ke  pembentukan  fasa  baru membentuk  kristal  LiMn 2 O 4 .  Li 2 CO 3 yang  bergabung dengan  MnO 2 mengakibatkan  struktur  kristal  semakin terlihat amorf.
Tabel 1: Ukuran butir kristal LiMn 2 O 4 hasil milling waktu milling L (nm) 0 23,97 2 11,67 4 10,70 6 8,97 8 11,46
Tabel  1  memperlihatkan  semakin  lama  waktu milling  yang  dilakukan  maka  semakin  kecil  ukuran kristalnya.  Hal  tersebut  menunjukkan  proses  milling dengan menggunakan High Energy Milling efektif untuk mereduksi ukuran kristal pada paduan Li 2 CO 3 dan MnO 2 . Ukuran  kristalit  yang  semakin  kecil  ditandai  dengan puncak difraksi dari unsur Li 2 CO 3 dan MnO 2 yang tampak semakin amorf.
Gambar 2: Pengukuran difraksi sinar x bahan katoda LiMn 2 O 4 hasil sintesis dengan berbagai variasi waktu milling
Pola difraksi sebagaimana ditunjukkan oleh gambar 2 memperlihatkan adanya puncak-puncak karakteristik dari  struktur  kristalin  yang  menandakan  bahan  katoda LiMn 2 O 4 hasil  sintesis  didominasi  oleh  sifat  kristalin. Puncak  yang  sempit  ini  akan  memberikan  periodisitas yang tinggi dan puncak-puncak pada pola difraksi yang dikenal dengan tata jangkau jauh (long range order) yang merupakan ciri dari bahan bersifat kristalin. Nilai FWHM ( Full Width Half Maximum ) untuk katoda LiMn 2 O 4 setiap variasi waktu milling disajikan pada tabel 2.
Tabel 2: Nilai FWHM Waktu milling Nilai FWHM ( o ) 0 0,286 2 0,228 4 0,249 6 0,223
Kristalinitas katoda LiMn 2 O 4 dapat diketahui melalui nilai  FWHM  yang  sudah  melalui  proses  fiting menggunakan software Originpro 8. Kristalinitas katoda LiMn 2 O 4 berhubungan  dengan  nilai  FWHM  karena semakin  rendah  nilai  FWHM  maka  semakin  besar kristalinitas  katoda  LiMn 2 O 4 ,  dan  sebaliknya.  Waktu milling  yang  semakin  lama,  menghasilkan  kristalinitas katoda  LiMn 2 O 4 yang  baik  sehingga  akan  dapat menaikkan nilai konduktivitas.
Tabel 3: Ukuran butir kristal LiMn 2 O 4 hasil sintesis waktu milling L (nm) 0 30,44 2 38,22 4 35,38 6 39,60 8 40,61
Tabel 4: Paramater struktur kisi dari LiMn 2 O 4 - spinel Waktu milling Parameter Kisi (Å) 0 8.237529 2 8.223101 4 8.218649 6 8.213921 8 8.212489
Tabel 3 memperlihatkan bahwa waktu milling 8 jam memiliki  ukuran  butir  kristal  yang  paling  besar. Pemanasan  suhu  tinggi  mengakibatkan  pertumbuhan partikel. Hal tersebut disebabkan karena kenaikan suhu mengakibatkan adanya getaran termal yang mempengaruhi  kecepatan  difusi  atom  untuk  melintasi batas grain dan menempati posisi yang lebih stabil serta bergabungnya  partikel-partikel  kecil  dengan  partikel yang ukurannya lebih besar (aglomerasi).
Hasil analisis pada tabel 4 mencatat bahwa semakin lama  waktu  milling  maka  nilai  parameter  kisi  (a) semakin kecil. Semakin kecilnya nilai parameter kisi (a) dan  lamanya  waktu  milling  berhubungan  dengan meningkatnya  rata-rata  bilangan  oksidasi  Mn.  Harga
bilangan  oksidasi  rata-rata  Mn  dalam  LiMn 2 O 4 adalah +3,5,  bilangan  ini  diperoleh  berdasarkan  ketentuan bahwa dalam suatu senyawa yang stabil jumlah bilangan oksidasinya  harus  sama  dengan  nol.  Atom-atom  yang memiliki bilangan oksidasi yang lebih tinggi cenderung dikelilingi  oleh  lebih  banyak  ion  negatif.  Pembentukan bilangan  oksidasi  Mn 3+ dan  Mn 4+ berkaitan  dengan perubahan  jumlah  kandungan  oksigen  dalam  senyawa. Semakin  banyak  jumlah  kandungan  oksigen,  akan semakin  banyak  ion  Mn 4+ yang  terbentuk.  Semakin banyak ion Mn yang mengarah kepada bilangan oksidasi 4+  maka  akan  membuat  radius  atom  Mn  menjadi semakin  kecil  dimana  jarak  ikatan  Mn/O  akan  semakin dekat. Ion Mn 3+ memiliki radius atom sebesar 0,0645 nm, sedangkan radius atom dari Mn 4+ adalah sebesar 0,0530 nm [7]. Jarak antar atom Mn yang semakin dekat ini akan membuat  ikatan  MnO 6 menjadi  semakin  stabil,  serta jarak  antar  partikel  menjadi  semakin  rapat  sehingga mobilitas  ion  Li  sebagai  ion  penggerak  dapat  bergerak bebas  yang  berakibat  pada  meningkatnya  nilai konduktivitas.  Selanjutnya  analisis  dilakukan  dengan menggunakan  SEM  untuk  mengetahui  morfologi permukaan sampel katoda yang tersaji pada tabel 5.

## Tabel 5: Morfologi permukaan katoda LiMn
2 O 4 sebelum dan setelah pemanasan milling 0, 2, 4, 6, dan 8 jam
Morfologi sebelum pemanasan Morfologi setelah pemanasan
Pada tabel 5a, sampel LiMn 2 O 4 dengan waktu milling 0 jam (konvensional) terlihat bahwa ukuran partikel dari sampel  masih  terlihat  besar  dan  struktur  permukaan nampak belum homogen. Hal tersebut disebabkan karena pada pencampuran 0 jam, kedua bahan sintesis dicampur
dengan  cara  konvensional  (penumbukan)  sehingga pencampuran  tidak merata  yang mengakibatkan  belum banyak  partikel  serbuk  yang  pecah  sempurna membentuk  ukuran  kristal  lebih  kecil,  dimana keseragaman ukuran partikel belum terjadi.
Pada  sampel  LiMn 2 O 4 dengan  waktu  milling  2  jam pada  tabel  5b  terlihat  strukturnya  nampak  lebih homogen dan rata-rata ukuran kristalnya menjadi lebih kecil  dibandingkan  dengan  pada  sampel  0  jam,  diikuti dengan  sampel  milling  4  jam  (tabel  5c)  dimana  pada sampel  LiMn 2 O 4 milling  4  jam  nampak  terjadi peningkatan  keseragaman  ukuran  partikel  kristal. Artinya, semakin banyak partikel kristal yang berukuran sama  sehingga  sampel  semakin  homogen  dan  menjadi semakin mudah untuk bereaksi. Hal tersebut disebabkan oleh daya impak yang dihasilkan oleh tumbukan antara bola  dengan  vial  maupun  bola  dengan  bola  sehingga bentuk  dari  partikel  serbuk  campuran  Li 2 CO 3 dan  MnO 2 yang  semula  lebar  menjadi  partikel-partikel  kecil  yang tidak  beraturan  sudah  bercampur  merata.  Sedangkan pada sampel LiMn 2 O 4 milling 6 jam (tabel 5d) serta 8 jam (tabel  5e)  terlihat  bahwa  partikel-partikel  sampel berukuran  semakin  kecil  dan  mulai  bergabung membentuk aglomerat.
Ketika sampel dipanaskan telah terjadi pertumbuhan  butir  yang  lebih  tinggi  dengan  semakin besar luasan ikatan permukaan antar partikel dan proses sintering  juga  mengakibatkan  semakin  memudahkan pembentukan  aglomerat.  Hal  tersebut  terlihat  pada gambar  morfologi  sampel  katoda  setelah  dipanaskan. Semakin  lama  waktu  milling  maka  pembentukan aglomerasi  antar  partikel  semakin  merata.  Aglomerasi adalah proses penggumpalan dari material halus menjadi lebih  besar  dimana  material-material  halus  tersebut saling  menempel  dan  bergabung  satu  sama  lain.  Hal tersebut  nampak  dari  gambar  3f,  3g,  3h,  3i,  3j  yang memperlihatkan  struktur  morfologi  kristal  berbentuk tidak beraturan.
Gaya  impak  atau  tekan  yang  terjadi  pada  partikel selain  menghancurkan  atau  mematahkan  partikel  juga dapat merusak pori yang ada pada permukaan partikel, pori menjadi rusak karena adanya gaya tekan, terutama pori  yang  berdiameter  kecil  sangat  rawan  untuk  rusak dan  menghilang.  Setelah  penggilingan  yang  lama  dan dengan partikel yang sudah sangat halus maka coupling forces menjadi lebih besar [8], serta adanya ikatan kimia atau gaya Van Der Waals dengan kekuatan ikatan 40-400 kJ  mol -1 dapat  membuat  partikel  menyatu  atau  ber- aglomerasi [9].
Pada gambar 3f, 3g, 3h, 3i, 3j morfologi permukaan sampel  setelah  dipanaskan  yang  memiliki  rata-rata ukuran  partikel  serbuk  yang  lebih  besar  daripada permukaan  sampel  sebelum  pemanasan  dan  terlihat batas butir antar partikel semakin kecil. Pada sampel non milling  3f  partikel  masih  terlihat  individualis  dengan masih  terdefinisi  jelas  batas  butir  antar  partikel.  Saat milling  2  jam  (tabel  5g),  morfologi  permukaan  mulai menunjukkan  partikel-partikel  kecil  yang  merapat membentuk ukuran yang lebih besar (aglomerasi). Ketika milling  4  jam  (gambar  3h)  bentuk  aglomerasi  partikel
semakin besar. Pada milling 6 jam (tabel 5i) juga terjadi peningkatan  ukuran  aglomerat  yang  membuat  jarak antar  partikel  semakin  rapat  sehingga  batas  butir semakin tidak nampak, dan pada milling 8 jam (tabel 5j) partikel  sampel  mengalamai  aglomerasi  secara keseluruhan  membentuk  kesatuan  partikel  yang  besar dan  rapat  sehingga  batas  butir  antar  partikel  menjadi tidak nampak dan jarak antar partikel semakin dekat.
Analisis  komposisi  unsur  dilakukan  dengan menggunakan  Electron  Dispersive  Spectroscopy  (EDS) dan hasilnya diperlihatkan pada tabel 7.
Tabel 6: Komposisi unsur katoda LiMn 2 O 4 hasil sintesis Waktu Milling (jam) % Massa Unsur Mn O Fe 0 90,35 9,65 0 2 93,56 3,11 3,33 4 83,72 12,92 3,36 6 79,35 17,12 3,53 8 85,65 10,48 3,87
Hasil  analisa  sampel  katoda  menggunakan  EDS memperlihatkan bahwa terdapat kontaminasi unsur besi (Fe)  di  dalam  sampel  dengan  rata-rata  sebanyak  3%. Kontaminasi  unsur  Fe  ke  dalam  sampel  dimungkinkan berasal  dari  serpihan  besi  dari  vial  ataupun  bola-bola milling  yang  terbuat  dari  stainless  steel  saat  proses milling berlangsung. Dari table 6 tercatat bahwa semakin lama waktu milling maka semakin besar pula keberadaan unsur  Fe  dalam  sampel.  Unsur  Fe  tersebut  berada  di posisi  hunian  unsur  Mn,  yaitu  pada  posisi  16d. Keberadaan  logam  transisi  tersebut  akan  dapat menaikkan  bilangan  oksidasi  rata-rata  Mn.  Kenaikan rata-rata  bilangan  oksidasi  Mn  meningkat  dari  Mn 3+ mengarah  ke  Mn 4+ ,  dimana  bilangan  oksidasi  yang semakin  besar  akan  membuat  radius  atom  unsur  Mn akan  semakin  kecil  [5].  Radius  atom  yang  kecil  akan semakin  mendekatkan  jarak  antar  unsur  sehingga membuat  ikatan  antar  atom  semakin  kuat  sehingga struktur MnO 6 menjadi lebih stabil sehingga efek distorsi Jahn-Teller semakin kecil [7].
Distorsi  Jahn-Teller  ini  sebagai  ketidaksesuaian antara  kisi  tetragonal  dan  kisi  kubik  yang  akan mempengaruhi struktur tiga dimensi dari kristal LiMn 2 O 4 yang  merupakan  jalur  difusi  Li + ,  menghasilkan konduktivitas  bahan  yang  rendah.  Oleh  karena  itu, distorsi  Jahn-Teller  adalah  salah  satu  penyebab  yang paling  penting  yang  membuat  konduktivitas  spinel LiMn 2 O 4 menjadi  rendah  dan  fase  ini  transisi  harus ditekan  untuk  mendapatkan  kinerja  siklus  pemakaian energi dari bahan menjadi sangat baik [10].

## Uji Konduktivitas
Kemampuan  katoda  LiMn 2 O 4 hasil  sintesis  dalam menghantarkan  arus  listrik  dilakukan  uji  dengan menggunakan alat LCR HI Tester HIOKI 3532-50.
Tabel 7: Konduktivitas elektroda positif hasil sintesis
Waktu milling (jam) Konduktivitas (Scm -1 ) 0 4,86 x 10 -6 2 9,42 x 10 -5 4 7,98 x 10 -5 6 1,13 x 10 -4 8 1,32 x 10 -4 Pengukuran konduktivitas katoda LiMn 2 O 4 mencatat waktu  milling  8  jam  memiliki  konduktivitas  tertinggi sebesar 1,32 x 10 -4 Scm -1 dan konduktivitas terendahnya ditunjukkan oleh katoda LiMn 2 O 4 dengan waktu milling 0 jam  sebesar  4,86  x  10 -6 Scm -1 .  Hasil  uji  konduktivitas dengan LCR meter  sebagai  pengaruh  dari variasi  waktu milling terhadap sampel memberikan pola yang hampir linier  dengan  kecenderungan  nilai  konduktivitas  yang meningkat pada sampel seiring lamanya waktu milling.
Besarnya  nilai  konduktivitas  dipengaruhi  oleh tingkat  kristalinitas  yang  terbentuk  pada  katoda LiMn 2 O 4 .  Semakin  rendah  nilai  FWHM  ( Full  Width  Half Maximum )  maka  kritalinitas  yang  terbentuk  akan semakin  tinggi.  Struktur  katoda  yang semakin  kristalin memungkinkan  terjadinya  kontak  antar  partikel  yang berguna sebagai jalur bergerak dari ion Li. Semakin tinggi mobilitas ion yang bergerak dalam kisi-kisi kristal akan menyebabkan naiknya nilai konduktivitas bahan.

## 4. Kesimpulan
Penambahan  waktu  milling  berpengaruh  terhadap pelebaran kurva puncak difraksi Li 2 CO 3 dan MnO 2 tampak semakin amorf yang dibuktikan dengan ukuran partikel yang  semakin  kecil,  bertambahnya  waktu  milling  juga mengakibatkan  keseragaman  partikel  meningkat.  Fasa kristal  LiMn 2 O 4 dengan  struktur  kristal  kubik  spinel terbentuk  setelah  serbuk  milling  0,  2,  4,  6,  dan  8  jam dipanaskan  pada  temperatur  850°C  selama  6  jam. Semakin  lama  waktu  milling  diketahui  bahwa kristalinitas  semakin  tinggi  yang  ditunjukkan  dengan nilai  FWHM  yang  semakin  rendah,  hal  tersebut memberikan pengaruh terhadap nilai konduktivitas yang dihasilkan  sehingga  pada  penelitian  ini  katoda  dengan waktu  milling  8  jam  memberikan  nilai  konduktivitas listrik lebih tinggi yaitu sebesar 1,32 x 10 -4 Scm -1 .

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Tsutomu  Minami,  Solid  state  ionics  for  batteries, Springer Science & Business Media, 2006.
[2]  Heinz Albert Kiehne, Battery technology handbook, CRC Press, 2003.
[3]  MC Rao, LiMn 2 O 4 Cathodes For Solid State Lithium- Ion  Batteries-Energy  Storage  and  Conversion, Journal of Optoelectronics and Biomedical Materials Vol , 5, 1, (2013) 9-16
[4]  Kunfeng Chen, Ailaura C. Donahoe, Young Dong Noh, Keyan  Li,  Sridhar  Komarneni,  Dongfeng  Xue, Conventional- and microwave-hydrothermal synthesis  of  LiMn 2 O 4 :  Effect  of  synthesis  on electrochemical  energy  storage  performances, Ceramics  International ,  40,  2,  (2014)  3155-3163 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.09.128
[5]  M.  O.  Guler,  A.  Akbulut,  T.  Cetinkaya,  M.  Uysal,  H. Akbulut,  Improvement  of  electrochemical  and structural  properties  of  LiMn 2 O 4 spinel  based electrode materials for Li-ion batteries, International Journal  of  Hydrogen  Energy ,  39,  36,  (2014)  21447- 21460 http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.04.107
[6]  Chao Lai, ZhenZhen Wu, YuXuan Zhu, QingDuan Wu, Liang  Li,  Chao  Wang,  Ball-milling  assisted  solid- state reaction synthesis of mesoporous Li4Ti5O12 for lithium-ion batteries anode, Journal of Power Sources , 226, (2013) 71-74 http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.10.086 [7]  T.  Y.  S.  Panca  Putra,  M.  Yonemura,  S.  Torii,  T. Ishigaki, T. Kamiyama, Structure
and
electrochemical performance of the spinel-LiMn 2 O 4
synthesized  by  mechanical  alloying, Solid  State Ionics , 262, (2014) 83-87 http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2013.10.049
[8]  T  Ajaal,  RW  Smith,  WT  Yen,  The  development  and characterization  of  a  ball  mill  for  mechanical alloying, Canadian  metallurgical  quarterly ,  41,  1,
(2002)
7-14 http://dx.doi.org/10.1179/cmq.2002.41.1.7 [9] Peter Baláž, High -energy milling, in:
Mechanochemistry  in  Nanoscience  and  Minerals Engineering , Springer, 2008, pp. 103-132.
[10] Xifei Li, Youlong Xu, Chunlei Wang, Suppression of Jahn – Teller  distortion  of  spinel  LiMn 2 O 4 cathode,
Journal of Alloys and Compounds , 479, 1, (2009) 310- 313 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.12.081