Perpustakaan Digital ITB

Seiring dengan meningkatnya elektrifikasi transportasi dan kebutuhan energi yang lebih efisien, permintaan akan baterai yang menjadi bagian vital kendaraan listrik juga terus meningkat. Baterai ion-litium (LIB) menjadi jenis baterai yang saat ini paling banyak dikembangkan, terutama untuk kendaraan listrik. Salah satu jenis LIB adalah litium besi fosfat (LiFePO4 atau LFP) yang menggunakan besi fosfat (FePO4?2H2O) sebagai bahan baku prekursor pada katodanya. Di sisi lain, feronikel (FeNi) yang merupakan produk nikel kelas 2 berpotensi untuk diproses lebih lanjut untuk menghasilkan besi fosfat dan nikel sulfat dengan metode hidrometalurgi. Penelitian ini difokuskan untuk mempelajari sintesis FePO4?2H2O sebagai bahan baku prekursor baterai LFP dengan metode presipitasi dari larutan artifisial yang mensimulasikan larutan hasil pelindian FeNi yang kemudian dilanjutkan dengan proses pencucian presipitat. Serangkaian percobaan dilakukan untuk mempelajari pengaruh pH dan temperatur operasi terhadap persen presipitasi Fe dan ko-presipitasi Ni, Co, Cr, dan Mn, yang juga terdapat dalam larutan kaya, pada proses presipitasi besi fosfatnya. Percobaan presipitasi dilakukan dengan menggunakan ammonium dihidrogen fosfat (NH4H2PO4) sebagai sumber fosfor dan sodium hidroksida (NaOH) sebagai pengatur pH. Selanjutnya, percobaan pencucian dilakukan terhadap presipitat besi fosfat yang diperoleh pada kondisi optimum dengan variasi jenis pelarut, yaitu asam sulfat (H2SO4), asam klorida (HCl), asam asetat (CH3COOH), dan asam sitrat (C6H8O7), pH pelarut, temperatur operasi dan waktu pencucian untuk mempelajari kemungkinan pemisahan Ni, Co, Cr, dan Mn yang ikut mengendap bersama Fe. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan bahwa peningkatan pH dan temperatur presipitasi meningkatkan persen presipitasi Fe serta ko-presipitasi Ni, Co, Cr, dan Mn. Kondisi optimum pada proses presipitasi diperoleh pada pH 1,8 dan temperatur 80 ºC dengan presipitasi Fe sebesar 92,33% dan ko-presipitasi Ni, Co, Cr, dan Mn secara berturut-turut sebesar 10,11%, 7,84%, 7,84%, dan 49,37%. Pada kondisi tersebut, dihasilkan presipitat dengan kandungan Fe = 22,02%, Ni = 0,43%, Co, = 0,01%, Cr = 0,33%, dan Mn = 0,04%. Sementara itu, kondisi optimum pada proses pencucian besi fosfat diperoleh menggunakan HCl sebagai pelarut pada pH 3,5 dan temperatur 25 ºC selama 15 menit, yang memberikan persen pelarutan Fe, Ni, Co, Cr, dan Mn sebesar 1,48%, 45,60%, 15,22%, 3,07%, dan 7,46%, secara berurutan. Presipitat pada kondisi tahap presipitasi dan pencucian optimum ditemukan memiliki kandungan Fe = 24,73%, Ni = 0,26%, Co = 0,01%, Cr = 0,25%, dan Mn = 0,03%. Hasil penelitian yang diperoleh mengindikasikan bahwa Ni, Co, Cr, dan Mn sulit dipisahkan dari Fe tanpa menyebabkan kehilangan Fe yang tinggi dengan menggunakan HCl, H2SO4, CH3COOH, atau C6H8O7 sebagai media pencuci.