Analisis Elektrolit NaTFSA pada Baterai Ion Natrium dengan Metode DC-DFTB-MD

Abstract

Pelarut air digunakan dalam sistem elektrolit NaTFSA pada baterai ion natrium karena sifatnya yang relatif aman. Namun, menghasilkan tegangan yang cukup rendah sehingga memiliki keterbatasan dalam pengaplikasiannya. Untuk mengatasi hal tersebut dikembangkan elektrolit berkonsentrasi tinggi. Pada penelitian ini, pengaruh konsentrasi elektrolit NaTFSA terhadap sifat struktur, dinamika, dan elektronik dianalisis menggunakan metode dinamika molekul pada level mekanika kuantum. Analisis mikroskopik struktur dan dinamika elektrolit NaTFSA menunjukkan bahwa seiring kenaikan konsentrasi, koefisien difusi air menurun sedangkan konduktivitas elektrolit cenderung meningkat sebanding dengan mobilitas ion-ion.

The aqueous solvent is used in the NaTFSA electrolyte system in sodium ion batteries because it is relatively safer. However, the voltage window of the sodium ion battery is narrower than that of the lithium ion battery, thus it still limits its practical implementation. To overcome this problem, a high concentration of electrolyte was developed. In this present work, the salt concentration effect on structural, dynamic and electronic properties were analyzed using molecular dynamics methods at the quantum mechanical level. Microscopic analysis of the structural and dynamical properties of the NaTFSA electrolyte showed that as the concentration increased, the water diffusion coefficient decreased while the electrolyte conductivity tended to increase.