Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan permintaan energi dan adanya perjanjian Paris untuk mewujudkan Net Zero Emission (NZE) telah mendorong peningkatan penggunaan baterai ion litium (LIB). Peningkatan penggunaan LIB akan meningkatkan jumlah LIB habis pakai. Daur ulang LIB perlu dilakukan untuk memastikan kebutuhan material LIB cukup, mencegah lingkungan sekitar tercemar, dan memanfaatkan nilai ekonomi yang tinggi dari komponen-komponen yang terkandung dalam LIB habis pakai. Pengembangan metode daur ulang LIB di industri masih terus dilakukan hingga saat ini. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui proses daur ulang LIB yang ramah lingkungan dengan metode pirolisis in-situ dan pelindian air. Pengaruh temperatur pirolisis terhadap produk pirolisis, pengaruh waktu pelindian terhadap kelarutan produk hasil pirolisis, dan padatan yang terbentuk dari penguapan larutan lindi dipelajari pada penelitian ini. Serangkaian percobaan yang sudah dilakukan meliputi pelepasan energi sisa dari baterai (discharging), pirolisis in-situ baterai, pelindian air material elektroda baterai hasil pirolisis, dan penguapan larutan hasil pelindian. Sampel baterai yang digunakan adalah LIB dengan katoda Li(Ni,Co,Al)O2 (NCA) merek Panasonic NCR 18650B. Proses pelepasan energi sisa menggunakan air laut. Percobaan pirolisis in-situ dilakukan pada temperatur 500–900°C. Pelindian air dilakukan selama 30–90 menit. Untuk mengetahui produk pirolisis, residu solid dan padatan hasil penguapan larutan lindi dianalisis menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan Scanning Electron Microscope – Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). Untuk mengetahui kandungan litium pada larutan lindi dan residu pelindian dianalisis menggunakan Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS). Hasil XRD dan SEM-EDS menunjukkan bahwa tingkat reduksi material katoda meningkat seiring temperatur pirolisis. Reduksi material katoda terjadi secara karbotermik dan aluminotermik. Mulai temperatur pirolisis 700°C, puncak fasa logam nikel-kobalt muncul pada hasil analisis XRD. Ukuran logam nikel-kobalt yang terbentuk meningkat dari 0,68 ?m pada 500°C menjadi 7,15 ?m pada 900°C. Produk hasil pirolisis yang larut dalam air pada seluruh temperatur pirolisis sebagian besar dalam bentuk Li2CO3. Pada hasil penguapan larutan lindi hasil pirolisis 900°C, LiOH.H2O terbentuk yang berasal dari reaksi LiAlO2 dengan air. Berat litium yang berhasil dilarutkan dari produk hasil pirolisis pada seluruh temperatur untuk waktu pelindian 90 menit berkisar antara 45,12 dan 58,47%. Komposisi residu solid hasil pelindian didominasi oleh logam nikel-kobalt dan karbon. Jalur proses daur ulang LIB habis pakai telah diusulkan berdasarkan hasil penelitian ini.