Perpustakaan Digital ITB

Dalam mendukung transisi energi menuju Net Zero Emissions, penggunaan baterai ion litium pada kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi terus meningkat. Kondisi tersebut meningkatkan kebutuhan terhadap mineral kritis seperti litium, nikel, dan kobalt. Oleh karena itu, daur ulang baterai ion litium menjadi penting untuk mendukung keberlanjutan pasokan material sekaligus mengurangi limbah baterai. Penelitian ini bertujuan mempelajari pemrosesan material elektroda baterai ion litium melalui kombinasi proses pirolisis, pelindian air, dan pemisahan magnetik untuk pengembangan daur ulang baterai. Serangkaian percobaan dilakukan menggunakan dua jenis campuran material elektroda, yaitu NCA + grafit dan NCM + grafit yang disusun sesuai komposisi material elektroda baterai bekas sehingga merepresentasikan material yang akan diproses dalam daur ulang. Masing-masing material aktif dicampur dengan grafit dengan perbandingan massa 0,647:0,353. Campuran dipirolisis menggunakan horizontal tube furnace pada suhu 700 oC dengan waktu penahanan selama 120 menit. Produk hasil pirolisis dilindi menggunakan media akuades selama 180 menit pada suhu ruang. Residu hasil pelindian selanjutnya dipisahkan secara magnetik dengan variasi kekuatan medan magnet sebesar 25, 50, 75, 100, dan 200 miliTesla. Karakterisasi dilakukan pada sampel campuran material elektroda awal, material elektroda setelah pirolisis, produk hasil pelindian, dan produk hasil pemisahan magnetik dengan menggunakan XRD, SEM-EDS, dan LECO Carbon Analyzer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa campuran material elektroda NCA + grafit dan NCM + grafit memiliki morfologi partikel yang relatif serupa, dengan perbedaan utama pada komposisi material katodanya. Pirolisis menghasilkan reduksi yang lebih lengkap pada campuran NCA + grafit, ditandai dengan dominasi logam Ni dan Co, sedangkan pada campuran NCM + grafit masih terbentuk fasa oksida seperti NiO, CoO, MnO, dan Mn3O4. Pelindian air berhasil melarutkan senyawa litium berupa Li2O tanpa mengubah karakteristik utama fasa hasil pirolisis. Seiring dengan peningkatan kekuatan medan magnet, berat rata-rata fraksi magnetik juga meningkat. Pada campuran material elektroda NCA + grafit, berat rata-rata fraksi magnetik mencapai 6,10 g dari massa umpan awal 10 g pada kekuatan medan magnet 100 mT, sedangkan pada campuran material elektroda NCM + grafit mencapai 4,81 g pada 200 mT. Hasil LECO Carbon Analyzer menunjukkan bahwa kandungan karbon terkonsentrasi pada fraksi nonmagnetik hingga mencapai 88,3 wt.% pada campuran material elektroda