Jurnal Kimia dan Kemasan, 40(1), 9-16, 2018 ©Author(s); http://dx.doi.org/10.24817/jkk.v40i1.3767 Characteristics of Vanadium Doped and Bamboo …… Nofrijon Sofyan et al. 9 CHARACTERISTICS OF VANADIUM DOPED AND BAMBOO ACTIVATED CARBON COATED LiFePO 4 AND ITS PERFORMANCE FOR LITHIUM ION BATTERY CATHODE Nofrijon Sofyan 1,2 , Subkhan Alfaruq 1 , Anne Zulfia 1,2 , and Achmad Subhan 3 1 Department of Metallurgical and Materials Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia 2 Tropical Renewable Energy Center, Faculty of Engineering, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia 3 Research Center for Physics - LIPI, PUSPITEK, Tangerang, Banten 15310, Indonesia E-mail : nofrijon.sofyan@ui.ac.id Received : 21 Maret 2018; revised : 22 Maret 2018; accepted : 11 April 2018 ABSTRACT CHARACTERISTICS OF VANADIUM DOPED AND BAMBOO ACTIVATED CARBON COATED LiFePO4 AND ITS PERFORMANCE FOR LITHIUM ION BATTERY CATHODE. Vanadium doped and bamboo activated carbon coated lithium iron phosphate (LiFePO4) used for lithium ion battery cathode has been successfully prepared. Lithium iron phosphate was prepared through a wet chemical method followed by a hydrothermal process from the starting materials of LiOH, NH4H2PO4, and FeSO4.7H2O. The dopant variations of 0 wt.%, 3 wt.%, 5 wt.%, and 7 wt.% of vanadium and a fixed 3 wt.% of bamboo activated carbon were carried out via a solid-state reaction process each by using NH4VO3 as a source of vanadium and carbon pyrolyzed from bamboo tree, respectively. The characterization was carried out using X-ray Diffraction (XRD) for the phase formed and its crystal structure, Scanning Electron Microscope (SEM) for the surface morphology, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) for the conductivity, and battery analyzer for the performance of lithium ion battery cathode. The XRD results show that the phase formed has an olivine based structure with an orthorhombic space group. Morphology examination revealed that the particle agglomeration decreased with the increasing level of vanadium concentrations. Conductivity test showed that the impedance of solid electrolyte interface decreased with the increase of vanadium concentration indicated by increasing conductivity of 1.25 x 10 -5 S/cm, 2.02 x 10 -5 S/cm, 4.37 x 10 -5 S/cm, and 5.69 x 10 -5 S/cm, each for 0 wt.%, 3 wt.%, 5 wt.%, and 7 wt.% vanadium, respectively. Vanadium doping and bamboo activated carbon coating are promising candidate for improving lithium ion battery cathode as the initial charge and discharge capacity at 0.5C for LiFePO4/C at 7 wt.% vanadium is in the range of 8.0 mAh/g. Keywords : Activated carbon, Bamboo, LiFePO4, Lithium ion battery ABSTRAK SIFAT-SIFAT LiFePO4 YANG DIDOPING VANADIUM DAN BERLAPIS KARBON AKTIF DARI BAMBU SERTA KINERJANYA SEBAGAI KATODE BATERAI ION LITIUM. Dalam penelitian ini, bahan aktif litium besi fosfat (LiFePO4) yang didoping vanadium dan berlapiskan karbon yang dipirolisis dari bambu untuk katode baterai ion litium telah berhasil dibuat. Bahan LiFePO4 disiapkan melalui metode kimia basah yang diikuti proses hidrotermal dari bahan awal LiOH, NH4H2PO4, dan FeSO4.7H2O. Penambahan variasi 0 %berat, 3 %berat, 5 %berat, dan 7 %berat vanadium dan 3 %berat karbon dilakukan melalui proses reaksi padatan masing-masing menggunakan reagen NH4VO3 sebagai sumber vanadium dan arang yang dipirolisis dari bambu. Proses karakterisasi dilakukan menggunakan Difraksi Sinar-X (XRD) untuk melihat fase yang terbentuk dan strukturnya, Mikroskop Elektron (SEM) untuk melihat morfologi permukaan, Spektroskopi Impedansi Elektrokimia (EIS) untuk menguji konduktivitas, dan penguji baterai untuk melihat aktivitas dan kinerja bahan sebagai katode baterai ion litium. Hasil pengujian XRD memperlihatkan bahwa fase yang terbentuk memiliki struktur dasar olivin dengan grup ruang ortorombik. Pengujian morfologi memperlihatkan bahwa aglomerasi partikel semakin berkurang dengan naiknya konsentrasi vanadium. Pengujian konduktivitas memperlihatkan bahwa impedansi antarmuka padat-elektrolit semakin berkurang dengan naiknya konsentrasi vanadium yang dibuktikan naiknya konduktivitas sekitar 1,25 x 10 -5 S/cm; 2,020 x 10 -5 S/cm; 4,371 x 10 -5 S/cm; dan 5,69 x 10 -5 S/cm, masing-masing untuk 0 %berat, 3 %berat, 5 %berat, dan 7 %berat vanadium. Penambahan vanadium dan pelapisan dengan karbon dari hasil pirolisis bambu ini memiliki potensi untuk meningkatkan kinerja katode baterai ion litium dimana kapasitas charge dan discharge awal dari bahan pada 0,5C mampu mencapai 8,0 mAh/g untuk LiFePO4/C pada 7 %berat vanadium. Kata kunci : Karbon aktif, Bambu, Litium besi fosfat, Baterai litium