Pesatnya perkembangan teknologi mengakibatkan meningkatnya kebutuhan pasar terhadap perangkat elektronik. Saat ini, hampir seluruh perangkat elektronik menggunakan baterai sebagai sumber energi.
Karena itu, industri baterai terus berinovasi untuk meningkatkan spesifikasi baterai. Salah satu, peningkatan yang dapat dilakukan ialah dengan mengembangkan material baru sesuai dengan aturan efektivitas bahan.
Di sisi lain, spesifikasi baterai perlu ditingkatkan pula dengan miniaturisasi. Berikutnya, terdapat teknik yang dapat digunakan untuk memeriksa serta menganalisis bahan berskala nano, dan meningkatkan proses produksi, yakni Scanning Electron Microscope (SEM). Analisis SEM terhadap baterai akan menjadi peranan penting di dalam siklus produksi baterai.
Siklus produksi baterai sendiri merupakan proses panjang yang melibatkan beberapa tahap, misalnya pemeriksaan. Hal ini diperlukan, untuk memverifikasi kualitas sistem produksi dari pemeriksaan bahan baku hingga produksi komponen
Analisis Grafit untuk Baterai Lithium Ion
Baterai lithium ion pertama kali ditemukan pada tahun 1970 oleh M.s Whittingham dengan memanfaatkan titanium sulfide dan litium metal sebagai katoda serta anoda. Beberapa dekade terakhir, baterai ion lithium telah merevolusi industri energi.
Seperti diketahui, lithium ialah salah satu bahan baku pembuatan komponen penyimpanan energi pada baterai. Hal ini dikarenakan, bobot yang dimiliki menjadi lebih ringan, lebih lama, dan kemampuan untuk bekerja lebih baik dalam kondisi ekstrem dibandingkan ke baterai nikel cadmium.
Komponen utama baterai ion lithium ialah grafit, yang digunakan untuk salah satu dari dua elektroda dan dikenal sebagai anoda. Ketika baterai diisi, ion lithium mengalir dari katoda ke anoda melalui buffer elektrolit yang memisahkan kedua elektroda. Akan tetapi, saat proses mengeluarkan energi proses tersebut dibalik.
Grafit sendiri, digunakan untuk sebagian besar bahan anoda. Sebab, grafit memiliki biaya relatif murah serta masa penggunaan yang lama. Siklus hidup baterai mengacu pada berapa lama baterai dapat menahan muatan dan berkontribusi pada kemajuan teknologi.
Alasan Grafit digunakan dalam baterai
Grafit alami mengandung serpihan yang perlu diubah menjadi bentuk bola sebelum dapat digunakan sebagai bahan anoda. Grafit sintetis dapat diproduksi dalam proses yang terkontrol untuk memastikan kualitas yang konsisten. Produksi grafit sintetis berkualitas tinggi membutuhkan suhu 30.000°C
Partikel grafit bulat, membuat pengemasan partikel lebih efisien sehingga meningkatkan konduktivitas keseluruhan. Penggunaan (SEM) dapat membantu mempelajari morfologi partikel. Adanya pemindaian resolusi lebih tinggi dibandingkan mikroskop optik menyebabkan SEM dapat membantu mempelajari morfologi partikel.
Analisis SEM grafit untuk baterai lithium ion
Saat penelitian, ketidak mampuan internal serta tidak adanya alat untuk menganalisis kerap terjadi. Oleh karena itu, peneliti perlu mengirimkan sampel yang dimiliki untuk dianalisis ke laboratorium dengan SEM floor-model.
Tak hanya dapat dioperasikan oleh professional, tetapi SEM jenis ini dapat menunda hasil penelitian. Dengan demikian, diperlukannya perangkat SEM yang dapat digunakan oleh seluruh peneliti tanpa adanya kemampuan khusus.
Salah satu, perangkat SEM yang mudah digunakan ialah Thermo Scientific Phenom XL Dekstop SEM dengan skrip Auto-Scan khusus. Penggunaan perangkat SEM ini, sangat membantu peneliti untuk meneningkatkan waktu penyelesaian penelitian ekpreimen baterai. Bahkan, Phenom XL membuat peneliti menganalisis sampel mereka sendiri secara internal.
Adanya Auto-Scan script khusus, Phenom XL dapat secara otomatis menguji hingga 36 sampel pada waktu yang sama. Di sisi lain, alat ini dapat menghasilkan lebih dari 200 gambar dalam waktu kurang dari 30 menit.
Phenom XL pun dapat menghasilkan gambar pada resolusi 10 nanometer, yang mana dapat menjadikan instrument ideal untuk memotret partikel grafit berukuran 20 mikron. Fitur lainnya yang dimiliki antara lain, tampilan user interface yang dihadirkan sangat intuitif sehingga tidak membutuhkan kemampuan khusus untuk mengoperasikannya. Oleh sebab itu, dapat menjangkau lebih banyak user.
Dalam meningkatkan grafit anoda baterai lithium-ion, Phenom XL Dekstop SEM dengan Auto-scan script khusus dapat mengotomatiskan penelitian berulang yang diperlukan. Kemampuan lain dari alat ini, yaitu dapat mengkarakterisasi sampel secara cepat dan akurat. Dengan demikian, peneliti dapat mempercepat proses R&D saat mereka bekerja untuk merancang baterai lithium-ion lebih aman, kuat, dan tahan lama.
