Perpustakaan Digital ITB

Sintesis material katoda NMC Ni-rich (LiNi0,8Mn0,1Co0,1O2, NMC-811) untuk baterai ion litium umumnya dilakukan melalui metode kopresipitasi dengan menggunakan amonia sebagai agen kelat. Meskipun efektif, penggunaan amonia memiliki kelemahan signifikan karena sifatnya yang mudah menguap, beracun, dan dapat mencemari lingkungan. Sitrat hadir sebagai alternatif agen kelat yang lebih ramah lingkungan karena bersifat biodegradable dan memiliki kemampuan kompleksasi logam transisi yang lebih kuat, sehingga berpotensi mengurangi konsumsi bahan kimia dan beban pengolahan limbah. Penelitian ini bertujuan untuk menguji dan mengoptimasi jalur sintesis hijau bebas amonia melalui metode kopresipitasi karbonat berbantuan asam sitrat dalam reaktor tangki berpengaduk kontinu guna mengontrol morfologi partikel, distribusi ukuran partikel, dan deviasi komposisi NMC-811. Pendekatan Response Surface Methodology (RSM) dengan Box-Behnken Design diterapkan untuk mengevaluasi interaksi tiga variabel kritis: pH, rasio mol asam sitrat terhadap logam transisi (CA:TM), dan waktu tinggal (residence time, RT). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum dicapai pada pH 7,03, rasio CA:TM 0,05, dan waktu tinggal 5,9 jam, yang berhasil memproduksi partikel sekunder quasispherical dengan D50 sebesar 10,23 ?m serta distribusi ukuran yang sempit. Performa elektrokimia dari hasil sintesis katoda NMC-811 memiliki retensi kapasitas yang stabil sebesar >90% setelah 100 siklus (0,5C). Penelitian ini memberikan pemahaman mendasar mengenai kinetika kompleksasi asam sitrat pada kopresipitasi karbonat dan pemetaan morfologi partikel, sekaligus menyajikan peta jalan (roadmap) manufaktur katoda kaya nikel yang lebih efisien energi, menekan biaya pengolahan limbah, dan sangat potensial untuk diterapkan pada skala industri.