Perpustakaan Digital ITB

Permintaan global terhadap kendaraan listrik (electric vehicle, EV) terus mengalami pertumbuhan. Baterai ion-litium dengan material katoda Nikel Mangan Kobalt Oksida (NMC) merupakan salah satu jenis baterai ion-litium untuk EV yang menjadi pilihan paling populer karena unggul dari segi densitas energi. Dalam proses sintesis material prekursor katoda baterai NMC, magnesium (Mg) selalu menjadi elemen ikutan nikel (Ni). Dalam penelitian ini, dipelajari pengaruh konsentrasi Mg dalam larutan prekursor kristalisasi evaporatif nikel sulfat heksahidrat (NiSO4·6H2O), temperatur, dan dosis penambahan seed terhadap kemurnian dan rasio mol Ni/Mg dalam produk kristal NiSO4·6H2O yang diperoleh. Serangkaian percobaan kristalisasi evaporatif telah dilakukan untuk mempelajari pengaruh temperatur, konsentrasi Mg, dan dosis penambahan seed terhadap persen kristalisasi Ni dan rasio mol Ni/Mg pada produk kristal yang diperoleh. Matriks percobaan kristalisasi evaporatif dirancang dengan Metode Taguchi L16 (43), yaitu dengan variasi temperatur pada 40, 50, 60, 70 oC, konsentrasi Mg dalam larutan prekursor pada 1800, 3200, 4400, dan 5600 mg/L, serta dosis penambahan seed sebanyak 0, 0,13, 0,7, dan 1,3 gram / 100 mL larutan. Dilakukan percobaan lanjutan untuk mendapatkan produk kristal dengan variasi rasio mol Ni/Mg pada larutan prekursor sebanyak 40, 50, 60, dan 70. Dilakukan analisis Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) terhadap hasil pelarutan kembali produk kristal untuk menentukan persen kristalisasi Ni dan Mg. Berdasarkan data hasil analisis kadar Ni dan Mg dalam kristal yang diperoleh, ditentukan kondisi optimum proses kristalisasi NiSO4·6H2O, signifikansi pengaruh variabel percobaan dengan metode ANOVA, dan kinetika kristalisasi Ni dan Mg. Hasil percobaan dan analisis menunjukkan bahwa kondisi optimum kristalisasi NiSO4·6H2O dicapai pada temperatur 40 oC, rasio mol Ni/Mg = 40, dan dosis penambahan seed = 0,7 gram / 100 mL larutan. Temperatur dan dosis penambahan seed berpengaruh signifikan terhadap persen kristalisasi Ni dengan kontribusi masing-masing sebesar 39,14% dan 34,12%. Konsentrasi Mg dalam larutan prekursor paling signifikan berpengaruh terhadap rasio mol Ni/Mg pada produk NiSO4·6H2O dengan persen kontribusi 98,74%. Rasio mol Ni/Mg pada produk kristal pada kondisi optimum tersebut = 33,43 (memenuhi spesifikasi battery grade, yaitu lebih dari 32,67). Kinetika kristalisasi baik Ni, maupun Mg mengikuti model kinetika Tobin yang mengindikasikan signifikansi pengaruh tumbukan antar kristal terhadap kinetika kristalisasi.