TECHNOLOGY
LITHIUM BATTERY Dr.Ir. Bambang Prihandoko,M.T.
Contents Lithium Battery is a important key point of renewable energy
1
Pendahuluan
2
Penerapan
3
Penerapan di EV
4
Konsorsium
Pendahuluan Baterai lithium adalah baterai yang digerakan oleh ion lithium
Pendahuluan Baterai lithium adalah baterai yang digerakan oleh ion lithium Rak katoda
Rak anoda
Pendahuluan Kristal struktur material menjadi kunci teknologi baterai
Rak buku
LiFePO4
Pendahuluan Teknologi baterai lithium
Li-ion / Li plymer Li air Li water Super capacitor
• electrolyte : liquid atau solid
• udara /oksigen sumber bahan bakar
• elektrolit air
• bisa berbasis dari bahan aktif Li-Battery
R&D di LIPI
PERJALANAN R&D Perjalanan riset baterai lithium di P2 Fisika - LIPI • katoda LiMn2O4 • elektrolit Li beta Alumina & LTAP
• katoda LiMn2O4 • elektrolit LTAP • lembaran komponen sel polimer • assembling sel • battery packaging
TU Delft
P2Fisika
1995 -1998
1999 -2003
berbasis bahan kimia PA
• katoda LiFeMnTiPO4 • elektrolit LTAP • anoda LiTiO • lembaran sel keramik • riset awal BMS P2Fisika +RISTEK+ T.Metalurgi&Material UI
2003 -2010
• katoda LiFePO4 & LiMnPO4 • elektrolit LIBOB • anoda LiTiO • bahan karbon • lembaran sel polimer P2Fisika +RISTEK+ Satker yg lain + AMREC
2011 -sekarang
Sebagian dengan bahan kimia teknis
Sejak tahun 1998 PTBIN BATAN melakukan riset baterai Ag lalu ke lithium yang fokus pada elektrolit padat
HASIL R&D sebelum 2009
Porous separator LTAP dan soda lime silica
Pelat Al Pelat Cu
Baterai lithium berbasis polimer
Anoda komposit Grafit dan LiClO4
Ion Li
Katoda komposit LiMn2O4 dan LiClO4
Komposisi Baterai Lithium yang dikembangkan Pengisian baterai Pemakaian baterai
Baterai lithium berbasis keramik
HASIL PATEN NASIONAL 1. Pembuatan lembaran Elektroda Graphite dan Lithium Mangan Oxide, Dra. Etty M. Wigayati, Ir. Bambang Prihandoko, Drs. Hans K. Sudjono, M.Sc., Udin Haerudin, (P00200101011, ID0019521) 2. Pembuatan Lembaran Komposit Lithium Titanium Alumunium Phospate (LTAP), Bambang Prihandoko (P00200200778) 3. Pembuatan Lembaran Keramik Lithium Titanium Akumunium Phospate (LTAP), Bambang Prihandoko(P00200200779) 4. Sel Baterei Padat Lithium Berbentuk Lembaran Komposit dan Metoda Pembuatannya, Bambang Prihandoko(P00200300454) 5. Penambahan LiClO4 Dalam Meningkatkan Konduktifitas Elektrolit Litium Titanium Alumunium Fosfat, Bambang Prihandoko (P00200600598) 6. Pembuatan Keramik Komposit Elektrolit Litium Titanium Alumunium Posfat Bermatrik Gelas Kaca Jendela, Bambang Prihandoko dan Priyo Sardjono(P00200600675) 7. Metoda Pembuatan Lembaran Komposit Elektroda Baterai Padat Lithium, Bambang Prihandoko (P00200700531) 8. Metoda Pembuatan Sel Dan Kluster Baterai Padat Lithium Berbasis Keramik, Bambang Prihandoko (P00200800547)
Hasil R&D Katoda Hasil pengujian cyclic voltametri
Hasil coating katoda dengan tapioka
Hasil pengujian kadar karbon •Zat Terbang setelah sintering 8000C 4,17%, sehingga kadar karbon 95,83%
Hasil R&D Katoda Hasil pengujian bahan katoda LiMnNiPO4 : 1.Proses pembuatan telah menghasilkan produk sesuai dengan standar XRD LiMnPO4 2.Tegangan kerja bahan sekitar 4Volt, kapasitas bahan sedang diuji charge dan discharge 3.Tapioka bisa digunakan sebagai bahan coating katoda dengan kadar karbon sekitar 96% 4.Kondutifitas bahan katoda mencapai 10-2S/cm
Hasil R&D Anoda Li4Ti5O12
Hasil coating anoda dengan tapioka
Hasil pengujian kadar karbon kadar karbon 95 %
Hasil pengujian cyclic voltametri
Hasil R&D Anoda Li4Ti5O12 Hasil pengujian bahan anoda : 1.Proses pembuatan telah menghasilkan produk sesuai dengan standar XRD 2.Tegangan kerja bahan sekitar 1,5Volt, kapasitas awal bahan 90mAh/g (standar 170mAh/g ) 3.Tapioka bisa digunakan sebagai bahan coating katoda dengan kadar karbon sekitar 95% 4.Kondutifitas bahan katoda mencapai 10-4S/cm
Hasil R&D Elektrolit LiBOB
referensi
2500C
Hasil awal dari pembuatan bahan aktif elektrolit LiBOB
Hasil R&D Aditif CB Hasil pengujian bahan anoda : 1.Proses pembuatan telah menghasilkan produk produk karbon dengan kadar sekitar 95% 2.Hasil uji menunjukkan grafik proses charge dan discahrge berjalan dengan baik 3.Tapioka bisa digunakan sebagai bahan aditif karbon black 4.Kondutifitas bahan karbon black mencapai 10-1S/cm
PERSIAPAN ALAT PRODUKSI BAHAN AKTIF TUNGKU INERT GAS NITROGEN SAMPAI SUHU 9000C
Penerapan Battery Electrical Vehicle (BEV)
Penerapan Keunggulan
Penerapan Perkembangan sel baterai untuk mobil listrik
Penerapan Pemilihan sel baterai lithium berbasis polimer Elektrolit cair LIBOB
Cu foil
Anoda Lithium Titanat /Grafit + aditif CB
Al foil
Separator LTAP
Katoda Lithium Mangan Phosfat /Lithium Ferro Posfat + aditif CB
Penerapan Baterai Lithium pada Mobil
Konsorsium N D A E B K R O W S T RU C T U RE
Konsorsium 2012 -2013
2013 -2015
2013 -2014
MATERIAL AKTIF ELEKTROLIT
LiOH
BORAT
H3PO4 MnO2 TiO2 Fe2O3
ELEKTROLIT PADAT
MCMB
PENYIAPAN BAHAN KIMIA LiNixM1-x PO4/C KATODA
UJI BAHAN
Li4Ti5O12/C SiO2 ANODA Singkong ADITIF KARBON NiCO 3 BLACK
2013 -2015
SEPARATOR
PRODUKSI BAHAN AKTIF
BATTERY MANAGEMENT SYSTEM (BMS)
PRODUKSI KOMPONEN & ASSEMBLING SEL
PRODUKSI KOMPONEN DAN ASSEMBLING SEL UJI PERFORMANCE
BATERAI PACKING
BATTERY LITHIUM
MOBIL LISTRIK
No
TOPIK
PJ
INSTANSI
1
LiOH
Prof Dr. Ir Jhony Wahyuadi/ Dr. Sri Harjanto, M.Eng
Dept. Teknik Metalurgi & Material FTUI
2
Borat
Drs. Suratman, M.Sc.
TEKMIRA, ESDM
3
TiO2
Dr. Sri Cicih
Balai Keramik, Kemenperin
4
Fe2O3
Ir. Puguh
P2 Metalurgi LIPI
5
MnO2
Ir. Puguh
P2 Metalurgi LIPI
6
H3PO4
Dr. Ir. Zainuri
Pusat Material & Nanoteknologi, ITS
7
Proses Produksi Material Elektroda
Slamet Priyono, S.Si.
P2 Fisika LIPI
8
Material Aktif Elektrolit
Prof. Dr. Evvy Kartini Dra. Titik Lestariningsih
PTBIN – BATAN P2 Fisika LIPI
9
MCMB
Prof. Dr. Gustan Pari, M.Eng. Dr. Setyo Purwanto, M.Eng.
Balai Penelitian Hasil Hutan Kemenhut PTBIN - BATAN
10
Separator
Dr. M. Nasir, M.Eng Dra. Etty M. Wigayati
P2 Kimia LIPI P2 Fisika LIPI
11
Lembaran elektrolit padat
Dr. Sudaryanto, M.Eng Dr. Eddy Marwanta, M.Eng
PTBIN – BATAN Biotek - BPPT
12
Coating Electrode & Assembling Sel
Joko Triwibowo, M.Sc. M.T.
P2 Fisika LIPI
13
BMS
Iman Firmansyah, M.Si. M.Eng. Kristian Ismail, M.Si.
P2 Fisika LIPI P2 TELIMEK LIPI
14
Battery Packing
Dr. Rachmat Satoto, M.Eng.
P2 Fisika LIPI
15
Uji Kontrol Produk Bahan
Drs. Wagiyo, M.Sc.
PTBIN - BATAN
16
Uji Kontrol Produk Baterai
Achmad Subhan, M.T.
P2 Fisika LIPI
PENUTUP APLIKASI BATERE LITHIUM
2012
2013
2014
2015?
2016?
SEL BATERE LITHIUM
MOBIL LISTRIK
PENUTUP
LITBANG
PERGURUAN TINGGI
JARINGAN KONSORSIUM RISET
INDUSTRI NASIONAL
Infrastruktur riset baterai lithium
JARINGAN KONSORSIUM INDUSTRI
Thank You!
