Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan penggunaan kendaraan listrik mendorong kebutuhan baterai ion- litium, termasuk baterai litium besi fosfat (LFP), sehingga jumlah baterai habis pakai juga meningkat. Baterai LFP bekas masih mengandung Li, Fe, dan grafit yang dapat dimanfaatkan kembali, tetapi black mass hasil pretreatment baterai habis pakai, yang merupakan campuran material aktif elektrodanya, masih mengandung Al dan Cu yang dapat ikut terlarut selama pelindian. Penelitian ini mengevaluasi pelindian sekuensial dua tahap menggunakan H2SO4 berkonsentrasi rendah untuk meningkatkan ekstraksi Li dan Fe, mempelajari perilaku pelarutan Al dan Cu, serta memodelkan pengaruh kondisi operasi menggunakan response surface methodology (RSM). Baterai LFP awalnya melalui tahap discharging, pirolisis, pencacahan, dan pengayakan untuk menghasilkan black mass. Percobaan pendahuluan pelindian dilakukan untuk menentukan kecepatan pengadukan pada rentang 200–800 rpm. Pelindian tahap pertama menggunakan 0,5 M H2SO4 pada rasio padat-cair 200 g/L dengan variasi temperatur 30, 50, dan 70 °C dan waktu 60, 90, dan 120 menit berdasarkan face-centered central composite design (FCCD). Residu pada kondisi optimum tahap pertama kemudian dilindi pada tahap kedua menggunakan Box– Behnken design (BBD) dengan variasi H2SO4 0,25, 0,50, dan 0,75 M, temperatur 30, 50, dan 70 °C, dan waktu 60, 90, dan 120 menit. Li, Fe, Al, dan Cu dianalisis menggunakan atomic absorption spectroscopy (AAS), sedangkan residu akhir dikarakterisasi menggunakan X-ray diffraction (XRD) dan instrumen analisis karbon LECO. Kecepatan pengadukan 600 rpm dipilih karena peningkatan hingga 800 rpm tidak memberikan peningkatan ekstraksi lebih lanjut. Pada tahap pertama, waktu merupakan faktor paling dominan terhadap ekstraksi Li dan Fe. Kondisi optimum diperoleh dalam 0,5 M H2SO4 pada 60,52 °C selama 120 menit dengan ekstraksi aktual 73,91% Li dan 46,19% Fe. Pada tahap kedua, konsentrasi H2SO4 menjadi faktor dominan dengan kontribusi 70,08% terhadap Li dan 98,36% terhadap Fe. Peningkatan konsentrasi asam tidak hanya meningkatkan pelarutan Li dan Fe, tetapi juga ko-pelarutan Al dan Cu. Kondisi optimum diperoleh dengan 0,75 M H2SO4 pada 58,28 °C, selama 60 menit, dengan ekstraksi aktual 94,80% Li dan 88,73% Fe. Berdasarkan hasil aktual kedua tahap, ekstraksi kumulatif mencapai 98,64% Li dan 93,93% Fe. Karakterisasi XRD residu akhir mengidentifikasi grafit, FePO4, dan AlPO4, yang menunjukkan bahwa grafit masih terdapat dalam residu setelah pelindian dua tahap.