Struktur dan Konduktivitas Ionik Kaca LiMNPO 4 sebagai Katoda pada Baterai Sekunder
S. Qomariyah , W. Widanarto*, W. T Cahyanto
Jurusan Fisika, Universitas Jenderal Soedirman, Jl. dr. Soeparno 61 Purwokerto 53123, Indonesia *Corresponding Author: wahyu.widanarto@unsoed.ac.id
Abstrak  Katoda kaca Lithium Manganese Phosphates (LiMnPO 4 ) telah dibuat melalui reaksi solid state dan metode melt quenching pada temperatur 900  C dengan komposisi 5 Li 2 CO 3 : x MnO 2 : 15 ZnO : (80-x) P 2 O 5 (dimana x = 0; 1,5 dan 3 dalam % mol). Karakterisasi sifat termal katoda yang meliputi temperatur transisi kaca Tg dilakukan dengan Differential Scanning Calorimetry (DSC). Pengaruh penambahan MnO 2 terhadap struktur dan konduktivitas ionik katoda kaca dipelajari dengan menggunakan X-ray Diffraction (XRD) dan LCR meter. Pola difraksi XRD yang diperoleh menunjukkan bahwa struktur semua katoda adalah amorf. Konduktivitas ionik katoda  meningkat  dengan  bertambahnya  konsentrasi  MnO 2 ,  namun  konduktivitas  cenderung  menurun  pada konsentrasi  MnO 2 yang  berlebihan.  Nilai  konduktivitas  ionik  tertinggi  katoda  sebesar 7,25x10 -4 S/cm ditunjukkan  oleh  katoda  kaca  yang  mengandung  1,5%  MnO 2 . Berdasarkan  pengujian  voltametri  siklik  dan charge/discharge, katoda kaca LiMnPO 4 sangat berpotensi untuk digunakan dalam baterai Lithium sekunder. Kata kunci: Baterai ion  Lithium, Katoda Kaca,  Lithium  Manganese Phosphates, Konduktivitas  Ionik, Baterai Sekunder
Abstract  Glass  Cathodes  of  Lithium  Manganese Phosphates  (LiMnPO 4 )  are  prepared  using  the  melt quenching  method  at  temperatures  of  900  °C  with  composition 5  Li 2 CO 3 :  x  MnO 2 :  15  ZnO  :  (80-x)  P 2 O 5 (where x = 0, 1.5 and 3 mol %). Thermal properties of the cathodes including a glass transition temperature (Tg) are characterized  using Differential  Scanning  Calorimetry (DSC).  Influence  of the  MnO 2 addition  on structure and  ionic  conductivity  of  cathodes  are  studied  using  X-ray  Diffraction  (XRD)  and  LCR  meters,  respectively. XRD  diffraction  patterns show that all  of the cathode  structures are amorphous.  The ionic conductivity  of the cathode  increases  with  increasing  of    MnO 2 concentration,  but  the  conductivity  tends  to  decrease  at  the excessive concentration of MnO 2 . The highest ionic conductivity of the cathode is 7.25x10 -4 S/cm, exhibited by the glass cathode containing 1.5 mol % of MnO 2 . According to cyclic voltammetry and charge/discharge tests, the LiMnPO 4 glass cathodes are very potential to be used in Secondary Lithium Battery. Keywords:  Lithium  ion  batteries,  Glass  Cathode,  Lithium  Manganese  Phosphates,  Ionic  Conductivity, Secondary battery

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  di  bidang  perangkat elektronik portable seperti handphone,  tablet, kamera  digital, laptop yang  semakin  canggih memicu  permintaan  penyimpanan  energi  listrik yang  lebih  maju  pula. Baterai  yang  merupakan salah  satu  komponen  penyimpan energi, kini terus diteliti dan dikembangkan untuk menghasilkan  spesifikasi  yang  lebih  baik.  Salah satu  jenis  baterai  yang  saat  ini  sedang  banyak dikembangkan  yaitu  baterai  lithium. Baterai lithium  terdiri  dari  tiga  komponen  utama  yaitu elektrolit,  anoda  dan  katoda. Suatu  baterai  ion lithium  harus  memiliki  katoda  yang  dapat menahan  suhu  tinggi  dan  memiliki  mobilitas  ion lithium yang tinggi.
Salah  satu  material  katoda yang  saat  ini  mulai banyak  dikembangkan,  yaitu katoda  tipe  olivine seperti LiMnPO 4 dan  LiFePO 4 . Katoda LiMnPO 4 memiliki  kapasitas  teoritis  yang  sama  seperti katoda  LiFePO 4 yakni  sekitar  170  mAh/g. LiMnPO 4 memiliki working-potential yang relatif lebih tinggi yaitu mendekati 4 V (vs. Li + /Li) bila dibandingkan  dengan  LiFePO 4 yang  hanya berkisar  3,5  V  (vs.  Li + /Li). Potensial  kerja  yang dimiliki LiMnPO 4 membuatnya memiliki densitas energi yang lebih tinggi dan biaya produksi yang lebih  rendah  daripada  LiFePO 4 [1]. Katoda LiMnPO 4 juga  memiliki stabilitas  termal  yang baik,  ramah  lingkungan,  dan  aman  digunakan sebagai  bahan  katoda  menjanjikan  untuk  sistem baterai  masa  depan.  Kelemahan  dari  katoda  ini yaitu, nilai konduktivitas elektronik dan
konduktivitas  ioniknya  jauh  lebih  rendah  (<10 -10
S/cm)  dibandingkan  dengan  LiFePO 4 (1,8×10 -9
S/cm), hal tersebut menyebabkan sifat elektrokimia  dan  laju  difusi  ion  lithiumnya rendah.  Beberapa  penelitian  telah  banyak dilakukan  guna  meningkatkan  konduktivitas listrik  LiMnPO 4 ,  diantaranya  yaitu  pelapisan dengan  karbon,  pelapisan  dengan  logam  atau logam  oksida,  doping  dengan  ion,  serta  optimasi ukuran partikel dan morfologi.
Baterai  lithium ion beroperasi  berdasarkan  pada pergerakan  ion-ion  lithium,  sehingga material katoda  pada  baterai  lithium  harus  mempunyai konduktivitas  ion  yang  tinggi  untuk  dapat menghantarkan  ion-ion  lithium  dengan  cepat. Gambar  1 menunjukkan  proses  charge  dan discharge  pada  baterai  lithium,  selama  pelucutan muatan  (discharge) logam Li pada  anoda  akan teroksidasi membentuk ion – ion Li + dan elektron- elektron (Li → Li + +e - ). Ion lithium yang dihasilkan  bergerak  dari  anoda  melalui  elektrolit menuju  ke  katoda  baterai,  sedangkan elektron bergerak  melalui  suatu  rangkaian  listrik  luar. Kebalikan  dari  proses  tersebut  adalah  proses pengisian muatan (charging). Reaksi yang terjadi pada proses ini yaitu, terjadi reaksi oksidasi pada katoda  yang  menghasilkan  elektron-elektron, oksigen  dan  ion-ion  Li.  Ion-ion  lithium meninggalkan  katoda  dan  berdifusi  melalui elektrolit ke anoda. Bersamaan dengan perpindahan  ion  lithium,  elektron  juga  ditransfer kembali  ke  anoda  melalui  suatu  rangkaian luar. [2]
Gambar  1 Proses discharge dan charge pada  baterai  ion lithium
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  pembuatan katoda  kaca  LiMnPO 4 dengan  proses  sintesis solid  state reaction dan  metode melt  quenching (pendinginan pada suhu ruang). Katoda LiMnPO 4
akan  dibuat  dalam  bentuk  kaca, karena  kaca memiliki  banyak  keuntungan,  yaitu  dapat  dibuat dengan  berbagai  pilihan  komposisi,  bersifat isotropik,  tidak  ada  batas  butir,  dapat disintesis baik  pada  suhu  rendah  dan  tinggi  serta  kontrol parameter yang mudah. [3]

## METODE
Pembuatan katoda kaca dilakukan di
Laboratorium  Fisika  Eksperimen  dan  Kimia Anorganik  FMIPA  UNSOED.  Katoda  kaca dibuat  dengan  komposisi    5Li 2 CO 3 :  xMnO 2 : 15ZnO  :  (80-x)P 2 O 5 (x  =  0;  1,5;  dan  3  dalam  % mol).
Variasi
perbandingan komposisi
diperlihatkan pada tabel berikut :
Tabel 1 Variasi komposisi pembuatan katoda kaca LiMnPO 4 x (%)
Li 2 CO 3 (%) MnO 2 (%) ZnO (%) P 2 O 5 (%) 0 0.05 0 0.15 0.8 1.5 0.05 0.015 0.15 0.785 3 0.05 0.03 0.15 0.77
Campuran  kelima  bahan  tersebut  diletakkan dalam  cawan crucible dan dipanaskan pada electrical  furnace A (sebagai  furnace  pertama) pada temperatur  sekitar  900  °C dan ditahan selama  90  menit.  Lelehan  kaca kemudian dituangkan  di  atas  lempeng steinless  steel yang sebelumnya  telah  dipanaskan  terlebih  dahulu pada electrical  furnace B (sebagai  furnace pertama) yang  suhunya  dijaga  konstan  pada  300 °C.  Lelehan  kaca  tersebut  ditahan  di  dalam electrical  furnace selama  3  jam, kemudian  kaca diangkat dan didinginkan mengeras pada temperatur ruang.
Karakterisasi  katoda  kaca  dilakukan  di  PSTBM
BATAN  dan  P2F  LIPI  Serpong. Proses karakterisasi  sampel  katoda  kaca  diawali  dengan membuat pellet dan serbuk dari katoda kaca yang telah  terbentuk,  pellet  dibuat  dengan  diameter 13mm  menggunakan press  hydrolic dengan tekanan  1  ton. Kaca  LiMnPO 4 yang  telah berbentuk  pellet  kemudian  dikarakterisasi DSC untuk mengetahui suhu transisi gelas, karakterisasi  XRD untuk  mengetahui  struktur kristal  dari  masing-masing  sampel  katoda  kaca,
dan pengujian  konduktivitas  ionik  menggunakan LCR meter .
Proses  pengujian  performa  elektrokimia  sel baterai  katoda  kaca  LiMnPO 4 diawali  dengan pembuatan  slurry. Slurry terdiri  dari  LiMnPO 4 sebagai  material  aktif, PVDF, AB(Acetylene Black)  dan  DMAC,  dengan  perbandingan  85% Material akif (LiMnPO 4 ) : 15% PVDF : 5% AB. Massa  DMAC  dihitung  dari  20  x  massa  PVDF. Proses selanjutnya yaitu coating, slurry dilapiskan  di  atas  lembaran  alumunium  foil  dan kemudian dikeringkan di atas hotplate. Lembaran yang telah kering dipotong membentuk lingkaran berdiameter 23 mm. Sel baterai disusun di dalam holder,  terdiri  dari  lembaran  katoda,  separator, anoda  (lithium  metal)  dan elektrolit (LiFP 6 ), proses  ini  berlangsung  di  dalam  glove  box  yang dialiri  gas  Argon. Rangkaian  sel  baterai  tersebut kemudian diuji performa elekrtokimianya
menggunakan cyclic voltammetry dan
charge/discharge.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan Sampel Kaca LiMnPO 4 Sampel  katoda  kaca  LiMnPO 4 dibuat  dengan menggunakan  metode melt  quenching.  Bahan- bahan  yang  digunakan  dalam  pembuatan  katoda kaca  LiMnPO 4 ,  yaitu  Li 2 CO 3 MnO 2 ZnO,  dan P 2 O 5. Bahan Li 2 CO 3 digunakan sebagai pengubah lithium yaitu untuk memperoleh Li 2 O, sedangkan ZnO merupakan bahan modifier (pengubah kaca) yang  berfungsi  sebagai  penstabil  pada  proses pembuatan kaca, P 2 O 5 merupakan bahan pembentuk  kaca  phospat,  sedangkan  MnO 2 merupakan  bahan  yang  digunakan  sebagai dopping yang komposisinya divariasikan.
Gambar 3 Sampel kaca LiMnPO 4
Katoda  kaca  yang  telah  terbentuk  ditumbuk dengan  menggunakan  mortar  hingga  halus  dan homogen.  Serbuk  kaca  kemudian  dicetak menggunakan  cetakan  pellet  berdiameter  13  mm dan  di  press  menggunakan hydrolic  press pada tekanan 1 ton dan penahanan 3 menit.
Gambar 4 Sampel kaca LiMnPO 4 dalam bentuk pellet
1. Struktur Katoda Kaca LiMnPO 4 Karakterisasi  struktur  katoda  kaca  LiMnPO 4 menggunakan  XRD  dilakukan  pada  rentang  2θ antara 20°- 80° dengan panjang gelombang CuKα 1,54  Å.  Karakterisasi  XRD  dilakukan  untuk menunjukkan struktur kristal dari kaca LiMnPO 4 , pada umumnya kaca berstruktur armorf. Material dengan struktur armorf mempunyai susunan atom yang  tidak  teratur,  hal  ini  berbeda  dengan material kristalin, dimana atom-atomnya tersusun rapi. Ketidakteraturan susunan atom pada struktur amorf  inilah  yang  diharapkan  dapat  memberikan ruang lebih untuk ion-ion lithium dapat bergerak bebas.

## Gambar 5 Spektrum XRD Katoda Kaca LiMnPO 4
Hasil  pola  difraksi  XRD  menunjukkan  ketiga sampel  katoda  kaca  yang  dihasilkan  memiliki struktur  amorf. Hal  ini  dapat  dilihat  bahwa  pola difraksi  XRD  tersebut  melebar  dan  tidak  adanya puncak-puncak  (peak)  yang signifikan.  Pola  ini berbeda  dengan  material  kristalin  yang  memiliki
lebih dari satu peak difraksi. Namun, ada  sebuah peak  yang terlihat pada  sampel kedua dan ketiga yaitu  pada  posisi  2θ  = 44,41°. Berdasarkan  data ICDD  Nomor 04-017-2508  dan  Nomor  00-052- 1841 diketahui bahwa peak tersebut menunjukkan  fase  LiMnO 4 .  Munculnya  peak  ini kemungkinan  karena  pada  proses  pencampuran bahan  tidak  homogen  atau  masih  adanya pengotor.  Pembuatan  katoda  kaca  dilakukan dengan  metode solid  state,  metode  ini  diketahui mempunyai  kekurangan  yaitu  sampel  yang dihasilkan  kurang  homogen.  Hal  ini  juga berkaitan  dengan  bahan  yang  digunakan  dalam pembuatan  katoda  kaca,  yaitu  P 2 O 5 yang  bersifat hygroscopics (mudah  mengikat  oksigen).  Bahan P 2 O 5 ini  mudah  menggumpal  ketika  bereraksi dengan  udara  sehingga  pada  saat  pencampuran tidak semua bahan tercampur merata.
Pembuatan  katoda  khususnya  untuk  tipe olivine sebaiknya dilakukan dengan mengontrol atmosphere, salah satu cara yang dapat dilakukan yaitu  dengan  menempatkan  sampel pada  kondisi inert  (dialiri  gas  Nitrogen/Argon).  Dengan kontrol atmosphere yang  tepat  dapat  dihasilkan sampel  dengan  sedikit  pengotor  (impurity)  serta dapat  mengurangi  terjadinya  reaksi-reaksi  yang tidak  diperlukan,  seperti  reaksi  pengikatan terhadap  oksigen.  Qi  Lu,  dkk membuat  katoda LiMnPO 4 didopping Mg dengan pemanasan pada kondisi  inert  untuk  membuat  material  yang homogennya [4], penelitian terkait juga dilakukan oleh  Kinamura,  dkk  dengan  tujuan  untuk meningkatkan konduktivitas material. [5] 2. Sifat Termal Katoda Kaca LiMnPO 4 Karakterisasi DSC yang dilakukan pada penelitian  ini  hanya  untuk  mengetahui  nilai transisi kaca (T g ). Sampel pada karakterisasi DSC dipanaskan  dari  suhu  30  °C  sampai  450  °C  pada laju 10 °C/menit.

## Gambar 6 Grafik DSC Katoda Kaca LiMnPO 4
Selama rentang temperatur dari 0 °C sampai 500 °C terjadi reaksi eksotermik atau reaksi pelepasan panas  yang  ditunjukkan  dengan  adanya  kenaikan nilai temperatur dan reaksi penyerapan panas atau endotermik saat terjadi penurunan nilai perubahan  temperatur  (Δ T).  Temperatur  transisi gelas  (T g )  teramati  saat  ada  perubahan  reaksi eksotermik menuju reaksi endotermik secara tiba- tiba  dari  sampel  kaca  yang  menyebabkan penurunan nilai perbedaan temperatur secara tiba- tiba pada kurva.
3. Konduktivitas Katoda Kaca LiMnPO 4 Pengukuran  konduktivitas  pada  sampel  katoda kaca  dilakukan  menggunakan  alat  LCR  meter pada  range  frekuensi  1  Hz – 100  KHz  dengan tegangan acuan sebesar 1 Volt.
Gambar 7 Grafik Konduktivitas Katoda Kaca LiMnPO 4
Perubahan  nilai  konduktivitas  pada  kurva menandakan  adanya  pergerakan  ion  yang  terjadi pada sampel katoda kaca selama proses pengujian LCR  meter.  Nilai  konduktivitas  untuk  masing- masing  sampel  secara  jelas  disajikan  pada  tabel berikut ini :

## Tabel 3 Nilai Konduktivitas katoda kaca LiMnPO
4 Sampel Konduktivitas min (S/cm) Konduktivitas maks (S/cm) LMP-1 2,73x10 -5 3,34x10 -4 LMP-2 1,90x10 -4 7,25x10 -4 LMP-3 3,77x10 -9 1,20x10 -5
Nilai  konduktivitas  katoda  kaca  mencapai  nilai maksimum pada komposisi MnO 2 1,5%, sedangkan pada komposisi 3% nilai konduktivitas cenderung  menurun.  Penambahan  konsentrasi
MnO 2 dapat  meningkatkan  nilai  konduktivitas, namun ada  batasan  nilai  tertentu  dimana konduktivitas  justru  cenderung  menurun  dengan semakin bertambahnya konsentrasi MnO 2 . Menurunnya  nilai  konduktivitas pada  komposisi
3%  ini  disebabkan  karena  terlalu  banyaknya konsentrasi  MnO 2 dapat  menghambat  laju pergerakan  dari  ion-ion  lithium.  Konsentrasi MnO 2 yang  tinggi  dalam  katoda  menurunkan mobilitas  ion  karena  adanya  tumbukan  saat diterapkan  dengan  medan  listrik  kecil.  Ion mengalami  tumbukan  dan  kehilangan  sebagian atau  seluruh  energi  kinetiknya.  Akibatnya, kecepatannya  berkurang  diikuti  oleh  penurunan mobilitas dan konduktivitas ionik. [3]
Nilai  konduktivitas  tertinggi  yang  didapat  adalah sebesar 7,25x10 -4 S/cm, yaitu pada sampel katoda dengan  komposisi  MnO 2 1,5%.  Jika  kita bandingkan dengan beberapa penelitian sebelumnya  terkait  pembuatan  katoda  baterai, nilai  konduktivitas  yang  didapat  pada  penelitian ini sudah lumayan besar. Seperti yang disebutkan oleh  Guo  bahwa  konduktivitas  LiMnPO 4 yaitu sekitar <10 -10 S/cm. [6]
4. Performa  Katoda  kaca  LiMnPO 4 sebagai Sel Baterai
Performa  kaca  LiMnPO 4 sebagai  katoda  pada rangkaian  sel  baterai  dapat  diuji  dengan menggunakan cyclic voltametry. Hasil dari Cyclic voltametry berupa  voltamogram,  yaitu  grafik hubungan  antara  tegangan  terhadap  arus.  Sel
baterai  diberikan  tegangan  pada  range  tertentu, kemudian diukur besarnya arus yang terjadi. Berdasarkan voltamagram dapat diketahui adanya peak  oksidasi  dan  peak  reduksi. Sel  baterai yang menunjukkan  adanya  peak  oksidasi  dan  reduksi maka menyatakan bahwa  material  tersebut mampu  mengalami  proses  charge  dan  discharge, hal  ini  merupakan  syarat  dasar  sebagai  baterai sekunder  (recheargable).  Voltamogram  hasil pengujian Cyclic Voltametry untuk sampel katoda kaca LiMnPO 4 ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 8 Voltamagram Katoda Kaca LiMnPO 4 dengan 0% MnO 2
Gambar  9 Voltamagram  Katoda  Kaca  LiMnPO 4 dengan 1.5% MnO 2
Gambar  10 Voltamagram  Katoda  Kaca  LiMnPO 4 dengan 3% MnO 2
Berdasarkan  ketiga  voltamagram  tersebut  dapat terlihat  bahwa  ketiga  sampel  mengalami  peak oksidasi.  Reaksi  oksidasi  dapat  terlihat  pada grafik,  yaitu  dengan  adanya  peningkatan  arus positif.  Sedangkan  peak  reduksi  dari  ketiga
sampel tidak begitu terlihat, namun peak tersebut tetap  ada  hanya  nilainya  terlalu  kecil.  Adanya proses reduksi ini dapat terlihat pada grafik, yaitu ditunjukan  dengan  adanya  arus  negatif.  Peak reduksi  yang  rendah  pada  ketiga  sampel menunjukkan  bahwa  ion  Li + yang  berpindah  ke anoda  selama  proses charging,  tidak  semuanya kembali ke anoda ketika proses discharging. Berdasarkan  grafik cyclic  voltammetry ini  dapat dikatakan  bahwa  katoda  kaca  LiMnPO 4 mampu mengalami  oksidasi  dan  reduksi,  walaupun  nilai peak  reduksinya  masih  sangat  kecil.  Kecilnya nilai peak reduksi ini kemungkinan karena katoda kaca  yang  dihasilkan  agak  sedikit  basah (mengikat  oksigen).  Hal  ini  berkaitan  dengan penggunaan bahan P 2 O 5 yang memang merupakan  bahan  higroskopis. Selain  itu,  pada penyusunan sel baterai, elektrolit yang digunakan adalah  elektrolit  cair  yaitu  LiPF 6 ,  yang  dapat membuat katoda kaca LiMnPO 4 menjadi semakin basah.
Katoda kaca LiMnPO 4 berhasil mengalami proses reduksi  dan  oksidasi,  namun  untuk  lebih meyakinkan  bahwa  katoda  mampu  digunakan sebagai sel baterai sekunder perlu pengujian lebih lanjut yaitu pengujian charge-discharge.
Gambar 11 Grafik pengujian charge/discharge Katoda Kaca LiMnPO 4 dengan 0% MnO 2
Gambar 12 Grafik pengujian charge/discharge Katoda Kaca LiMnPO 4 dengan 1.5% MnO 2
Gambar 13 Grafik pengujian charge/discharge Katoda Kaca LiMnPO 4 dengan 3% MnO 2
Pada  pengujian charge/discharge,  diketahui bahwa  semua  sampel  katoda  kaca  mengalami proses charge dan discharge, artinya katoda kaca LiMnPO 4 ini sudah memenuhi syarat awal untuk diaplikasikan sebagai baterai sekunder.
Berdasarkan  grafik  pengujian charge/discharge dapat diperoleh nilai tegangan kerja untuk sampel LMP-1  (komposisi  MnO 2 0%)  sebesar  2,93  V, LMP-2  (komposisi  MnO 2 1,5%  )  sebesar  2,47  V dan  LMP-3  (komposisi  MnO 2 3%)  sebesar  3,33 V.  Waktu charge /discharge dari  ketiga  sampel juga  dapat  diketahui,  yaitu    waktu charge dan discharge untuk  sampel  LMP-1  adalah  8  menit dan  12  menit,  untuk  sampel  LMP-2  adalah 31 menit  dan  25  menit,  sedangkan  untuk  sampel LMP-3 adalah 20 menit dan 18 menit . Grafik  pengujian charge/discharge juga  dapat menunjukkan  nilai  kapasitas  dari  masing-masing sampel  katoda  kaca  LiMnPO 4 .  Sampel  dengan komposisi MnO 2 0% menunjukkan nilai kapasitas sebesar  16  μAHr,  sedangkan  sampel  selanjutnya menunjukkan  nilai  kapasitas  45  μAHr,  dan sampel  terakhir  menunjukkan  nilai  kapasitas sebesar  13  μAHr . Katoda  kaca  LiMnPO 4 yang dibuat berhasil menunjukkan sifat sebagai baterai sekunder  karena  mampu  mengalami  proses charge dan discharge,  namun  katoda  ini  belum berhasil menunjukkan nilai kapasitas yang baik.
Tabel 4.1 Data nilai pengujian charge/discharge katoda kaca
LiMnPO 4
Sampe l Voc p (V) Waktu Charg e (menit ) Waktu Discharg e (menit) Kapasita s (μAHr) LMP 1 2,93 8 12 16 LMP 2 2,47 31 25 45 LMP 3 3,33 20 18 13

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Katoda  kaca LiMnPO 4 berhasil  dibuat menggunakan metode melt quenching dengan  persentase  komposisi bahan 5 Li 2 CO 3 : x MnO 2 : 15 ZnO : (80- x) P 2 O 5 (dimana x = 0; 1,5; dan 3 dalam % mol).
2. Struktur  Katoda  kaca LiMnPO 4 bersifat amorf untuk  semua  sampel,  namun  ada peak  pengotor pada  beberapa  sampel, yang  diduga  sebagai  fase  LiMnO 4 . Besarnya  nilai  konduktivitas  optimum
pada  komposisi  MnO 2 1,5%.  Nilai konduktivitas  tertinggi  adalah  sebesar 7,25x10 -4 S/cm, yaitu pada sampel katoda dengan komposisi MnO 2 1,5%. 3. Katoda  kaca  LiMnPO 4 memenuhi  syarat sebagai  katoda  dalam baterai  sekunder, yang ditandai  dengan adanya  peak oksidasi  dan  peak pada  pengujian cyclic voltammetry dan  adanya  proses charge dan discharge.

## Saran
1. Bahan  katoda  kaca  yang  digunakan  pada penelitian  ini  yaitu  P 2 O 5 merupakan bahan higroskopik, sehingga sampel yang dihasilkan  agak  berair.  Oleh  karena  itu perlu  ruangan  ber-AC  untuk  menangani bahan  tersebut,  serta  perlu  tempat penyimpanan  yang  bebas  udara,  seperti desikator dsb. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah  adanya  reaksi  antara  bahan dengan udara.
2. Sebaiknya  gunakan  furnace  yang  inert dalam pembuatan katoda kaca LiMnPO 4 , hal  ini  agar  katoda  kaca  yang  dihasilkan mempunyai impurity yang rendah, sehingga dapat dihasilkan nilai
konduktivitas yang lebih tinggi.
3. Sebaiknya  gunakan elektrolit  padat  saat pengujian performa baterai, karena aplikasi  katoda  kaca  LiMnPO 4 adalah sebagai solid  state  battery,  sehingga katoda  dan  elektrolit  yang  digunakan haruslah berbentuk padat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Jian, L., Heng, Y. S., Ming, Z. H., & Jun, G. W. (2014). Preparation of LiMn 0.4 Fe 0.6 PO 4 /C Composite  by  A  New  Route  Combining Solid-state  Reaction  with  Hydrothermal Synthesis. Journal  of  Inorganic  Materials, 29(4), 443-447.
[2] Stark,  M.  A.  (2011).  "Synthesis  of Nanosized, Electrochemically
Active Lithium  Transition  Metal  Phosphates".
Disertasi Universitas Ulm, Jerman.
[3] Widanarto, W., Sahar, M. R., Ghoshal, S. K.,
Mashadi,  Gustiono,  D.,  &  Effendi,  M. (2014).  Improved  Thermal  Features  and Ionic Conductivity of Lithium-Zinc-Tellurite Glass Electrolytes. Malaysian  Journal  of Fundamental  and  Applied  Sciences, 10(4), 207-210.
[4] Lu,  Qi.,  Gregory,  S  Hutchings.,  Yang, Zhou.,  Huolin,  L  Xi.,  Haimei,  Zheng.,  & Feng,  Jiao.  (2014).  Nanostructured  Flexible Mg-Modified  LiMnPO 4 Matrix  as  High-rate Cathode  Materials  for  Li-ion  Batteries.
Journal  Materials  Chemistry  A, 02,  6368 – 6373.
[5] Kanamura, Kiyoshi., Hirokazu Munakata., & Yusuke Namiki. (2013). Phosphate Materials For  Rechargeable  Battery  Applications. Phosphorus Research Bulletin, 28, 030-036.
[6] Guo, H., Wu, C., Liao, L., Xie, J., Zhang, S., Zhu,  P.  (2013).  Performance  Improvement of  Lithium  Manganese  Phosphate  by Controllable  Morphology  Tailoring  with Acid-Engaged  Nano  Engineering. Inorganic Chemistry .