Perpustakaan Digital ITB

Emisi CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil menyumbang 68% emisi gas rumah kaca. Diperlukan pengurangan emisi CO2 global untuk membatasi kenaikan suhu rata-rata global hingga 1,5°C dan mencapai Net Zero Emission (NZE) pada tahun 2050, salah satunya melalui transisi ke kendaraan listrik. Meningkatnya penjualan kendaraan listrik berpengaruh pada kenaikan permintaan baterai ion litium (LIB) sebagai komponen penyimpanan energi. LIB jenis litium-besi-fosfat (LFP) diproyeksikan akan mendominasi pasar baterai kendaraan listrik karena dapat mengurangi ketergantungan terhadap nikel dan kobalt. Peningkatan penggunaan LFP akan meningkatkan jumlah limbah LFP di masa depan. Oleh karena itu, daur ulang limbah LFP menjadi solusi untuk mengurangi risiko keterbatasan sumber daya litium dan mengatasi permasalahan lingkungan. Serangkaian percobaan telah dilakukan untuk mempelajari proses daur ulang LIB jenis LFP melalui pirolisis dan pelindian. Percobaan dilakukan menggunakan sampel baterai merek Gotion High-Tech Indonesia bentuk silinder dengan material katoda LiFePO4. Tahapan percobaan meliputi proses discharging menggunakan air laut, proses pre-treatment pirolisis pada temperatur 400–700°C dengan waktu penahanan 120 menit yang dilanjutkan dengan pencacahan dan pengayakan, serta proses pelindian menggunakan media pelindi H2SO4 2,5 M dan NaOH 5 M dengan rasio padat-cair 50 g/L pada temperatur 60°C selama 120 menit. Karakterisasi dilakukan pada penampang melintang baterai, material umpan pelindian, dan produk-produk hasil pelindian menggunakan Scanning Electron Microscope–Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), dan analisis karbon. Hasil pengayakan mengindikasikan bahwa material fraksi -45 mesh didominasi oleh material aktif elektroda. Hasil XRD menunjukkan bahwa tidak terjadi pembentukan logam dan perubahan senyawa LiFePO4 selama proses pirolisis. Pada temperatur pirolisis 500°C, diperoleh persen berat litium tertinggi pada material aktif elektroda fraksi -45 mesh sebesar 4,11%. Perolehan material aktif elektroda tertinggi dicapai pada temperatur pirolisis 600°C sebesar 112,5 dengan selisih 0,5 gram lebih banyak terhadap temperatur pirolisis 500°C. Berat litium tertinggi yang terlarut dalam larutan hasil pelindian diperoleh pada pelindian material aktif elektroda dengan temperatur pirolisis 500°C sebesar 4561,51 mg/sel baterai dengan H2SO4 dan 1719,32 mg/sel baterai dengan NaOH. Temperatur pirolisis 500°C cukup untuk memperoleh litium dari limbah LFP ditinjau dari jumlah perolehan material aktif elektroda dan konsentrasi litium yang terkandung di dalamnya. Pelindian litium dengan media pelindi H2SO4 memberikan persen ekstraksi litium yang lebih tinggi, namun media pelindi NaOH lebih selektif dalam memisahkan litium dari besi.