Perpustakaan Digital ITB

Industri baterai untuk kendaraan listrik berkembang dengan meningkatnya komitmen dunia untuk menekan emisi gas rumah kaca. Baterai ion-litium berbasis nikel dan besi (nickel-manganese cobalt disingkat NMC dan lithium ferro phosphate disingkat LFP) merupakan jenis baterai untuk kendaraan listrik yang saat ini paling banyak digunakan. Berbagai penelitian dan pengembangan tengah dilakukan untuk mengkonversi produk nikel kelas II (FeNi, NPI, matte) menjadi produk nikel kelas I, seperti NiSO4 yang merupakan bahan baku untuk memproduksi katoda baterai ion-litium berbasis nikel. Proses konversi FeNi menjadi NiSO4 tanpa melalui matte dapat menghasilkan dua jenis material prekursor katoda sekaligus, yaitu NiSO4 untuk baterai NMC, dan FePO4 untuk baterai LFP. Penelitian ini mempelajari kondisi optimum untuk presipitasi FePO4 dari larutan artifisial hasil pelindian FeNi dengan Response Surface Methode. Larutan artifisial disiapkan dengan mengacu pada penelitian terdahulu terkait pelindian FeNi yang mengandung Fe, Ni, dan Co. Serangkaian percobaan presipitasi FePO4 dirancang dengan RSM untuk menentukan kombinasi variabel (pH, temperatur, dan rasio mol P/Fe) yang dapat mengoptimalkan %presipitasi Fe dan karakteristik komposisi presipitat agar mendekati FePO4 komersial. Konsentrasi Fe, Ni, dan Co dalam larutan dan kadar Fe, Ni, dan Co pada presipitat dianalisis menggunakan atomic absorption spectroscopy (AAS). Dilakukan juga analisis fasa, ukuran partikel, dan morfologi butiran produk presipitat yang dihasilkan dari kondisi optimum percobaan menggunakan X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), dan particle size analysis (PSA). Hasilnya kemudian dibandingkan dengan hasil analisis FePO4 komersial. Hasil percobaan dan analisis dengan RSM menunjukan bahwa kondisi optimum sintesis FePO4 diperoleh pada pH = 1,68, temperatur = 35 ºC, dan rasio mol P/Fe = 1 dengan presipitasi Fe = 93,65%, ko-presipitasi Ni = 2,951%, ko-presipitasi Co = 0%, kadar Fe dan Ni dalam presipitat FePO4 masing-masing 23,78% dan 1,0503%. Dengan teknik yang digunakan dalam penelitian ini, produk presipitat FePO4 yang diperoleh belum memenuhi kriteria komposisi FePO4 komersial karena kadar Fe yang masih belum mencapai 29-30% dan kadar Ni yang melebihi ambang batas. Hasil PSA menunjukkan ukuran rata-rata partikel FePO4.2H2O hasil sintesis = 17,23 ?m yang masih lebih besar dari ukuran rata-rata partikel dari sampel FePO4.2H2O komersial (6,43 ?m). Hasil analisis dengan SEM menunjukkan morfologi butiran yang teragregasi (bulky aggregation) pada presipitat yang diperoleh dari kondisi optimum.