Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan penggunaan kendaraan listrik mendorong pertumbuhan kebutuhan lithium-ion battery (LiB), khususnya baterai litium besi fosfat (LFP), yang dalam beberapa tahun ke depan meningkatkan jumlah baterai end-of-life. Grafit sebagai material anoda utama LiB masih memiliki nilai strategis, tetapi pemanfaatan kembali grafit dari baterai bekas masih belum optimal karena pemulihan strukturnya umumnya menuntut proses bersuhu sangat tinggi. Catalytic graphitization merupakan salah satu opsi untuk meningkatkan keteraturan struktur karbon pada temperatur lebih rendah melalui penggunaan katalis, khususnya logam alkali. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh proses pre-treatment, meliputi kalsinasi dan pelindian organik, terhadap komposisi anoda grafit bekas, serta mengevaluasi pengaruh variasi jenis katalis logam Fe, Mg, dan K terhadap karakteristik, struktur, dan performa elektrokimia produk grafitisasi katalitik suhu rendah anoda grafit bekas dari baterai LFP. Penelitian diawali dengan preparasi anoda bekas dari baterai LFP melalui proses discharging baterai, dismantling sel, penggerusan, dan pengayakan hingga -200 mesh lalu menghasilkan sampel SG (spent graphite). SG selanjutnya dikalsinasi pada 400 °C selama 1 jam pada atmosfer udara dan dilanjutkan dengan pelindian menggunakan asam sitrat 0,2 M untuk menghilangkan kandungan pengotor sehingga menghasilkan sampel LG (leached graphite). LG kemudian dilakukan carbon coating dan catalytic graphitization pada suhu 900 °C selama 4 jam dengan heating rate sebesar 5 °C/menit dan laju alir gas nitrogen (N2) sebesar 2 L/menit pada muffle furnace menghasilkan sampel RG (regenerated graphite), RG-Mg, RG-Fe, dan RG-K. Sampel tersebut selanjutnya dilindi dengan HCl 1 M lalu dikeringkan untuk memperoleh sampel RG Leached-Mg (RGL-Mg), RGL-Fe, dan RGL-K sebagai sampel dengan penambahan katalis yang sudah dilindi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa proses pre-treatment berhasil menurunkan kadar abu secara signifikan yaitu 95,76%. Sampel RGL-Mg menunjukkan peningkatan nilai Lc dan Nc yang lebih tinggi dan rasio AD/AG terendah sehingga strukturnya lebih teratur dan mendekati grafit komersial. Sampel RGL-Mg menghasilkan nilai kapasitas spesifik tertinggi yaitu 437,23 mAh/g, meningkat 1,19 kali dari kapasitas spesifik SG. Sementara itu RGL-K, dan RGL-Fe masing-masing menghasilkan kapasitas spesifik sebesar 413,37 mAh/g dan 394,21 mAh/g pada siklus ke 2 dan laju arus 0,1 C. Sampel RGL-Mg juga memiliki nilai Rct terendah yaitu 14,84 ? yang mengindikasikan bahwa transfer muatan pada elektroda berlangsung lebih mudah.