Analisis Pengaruh Waktu Tahan dan Rasio AlCl3 terhadap Peeling Off Percentages Katoda Baterai LFP Bekas dengan Metode Molten Salt

Qodri, Aulia Arsy Rahman (2024) Analisis Pengaruh Waktu Tahan dan Rasio AlCl3 terhadap Peeling Off Percentages Katoda Baterai LFP Bekas dengan Metode Molten Salt. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011201048-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Molten Salt merupakan salah satu metode green chemistry yang dilakukan dengan cara melelehkan garam dalam penelitian ini yaitu AlCl3 untuk memisahkan yang diinginkan dengan binder umum seperti polyvinylidene fluoride (PVDF).Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu tahan selama proses pelelehan garam dan rasio garam terhadap katoda bekas yang dibuktikan dengan perhitungan peeling off percentages katoda yang didapatkan setelah melalui proses separasi kemudian karakterisasi. Reaksi pelelehan garam dilakukan pada penelitian ini menggunakan campuran garam AlCl3 dan katoda dengan variasi rasio katoda dengan AlCl3 sebesar (1:6),(1:8),(1:10). Sedangkan, variasi waktu tahan yang digunakan adalah 10, 20, dan 30 menit pada temperatur 160℃ dengan heating rate sebesar 10℃/menit. Sampel yang sudah melalui proses pelelehan garam kemudian didinginkan secara lambat dalam temperatur ruangan sampai temperatur 25 - 27℃ kemudian dibilas dengan aquades agar garam dapat larut dan menyisakan katoda LiFePO4 dalam bentuk serbuk. Serbuk LiFePO4 yang dihasilkan kemudian dihitung peeling percentagesnya dan dikarakterisasi menggunakan uji SEM,EDX dan XRD. Hasil penelitian ini berupa peeling off percentages dari terkecil hingga terbesar pada variasi rasio dan waktu tahan adalah: 1:6 20 menit (76,09wt%), 1:6 10 menit (81,84wt%), 1:10 20 menit (83,66wt%), 1:8 20 menit
(86,76wt%), 1:6 30 menit (87,26wt%), 1:10 30 menit
(88,63wt%), 1:8 10 menit (90,64wt%), 1:10 10 menit
(94,41wt%), dan 1:8 30 menit (94,41wt%). Rasio garam
cenderung meningkatkan peeling off percentages dari 1:6 ke 1:8, lalu menurun pada rasio yang lebih tinggi. Penambahan waktu tahan menunjukkan kenaikan signifikan dari 20 menit ke 30 menit. Setelah proses molten salt, peningkatan waktu tahan dari 10 menit hingga 30 menit meningkatkan pemisahan lapisan aktif, homogenitas struktur permukaan, mengurangi
aglomerasi partikel, dan meningkatkan keseragaman ukuran
partikel. Peningkatan rasio AlCl3 cenderung meningkatkan
heterogenitas partikel. Komposisi pengotor berupa Al menurun
dengan peningkatan rasio dan waktu tahan,. Unsur LFP seperti
Fe, P, dan O masih ditemukan, menunjukkan proses molten salt
tidak sepenuhnya menghilangkan material aktif. Pengotor Al
dan Cl kemungkinan berasal dari penggunaan AlCl 3. Peningkatan rasio katoda signifikan mempengaruhi fasa
dominan selama pelelehan AlCl3. Rasio lebih rendah cenderung membentuk fasa FePO4, sedangkan rasio lebih tinggi
mendominasi fasa LiFePO4 dan menghasilkan fasa tambahan
seperti Fe2O3. Peningkatan waktu tahan mempercepat
pembentukan fasa Fe2O3 dengan rasio AlCl3 yang lebih tinggi.
===================================================================== Molten Salt is one of the green chemistry methods conducted by melting salts, in this study AlCl3, to separate the desired components from the common binder, such as polyvinylidene fluoride (PVDF). The research aims to determine the influence of holding time during the Molten Salt process and the salt ratio on the spent cathode, as evidenced by the calculation of peeling percentages obtained after the separation process and subsequent characterization. The Molten Salt reaction is carried out in this study using a mixture of AlCl3 salt and the cathode with variations in the cathode AlCl3 ratio of (1:6), (1:8), (1:10). Meanwhile, the variations in holding time used are 10, 20, and 30 minutes at holding temperatures of 160°C for AlCl3 with a heating rate of 10°C/minute. The samples, after the Molten Salt process, are then slowly cooled to room temperature (25-27°C) and rinsed with deionized water to dissolve the salt, leaving LiFePO4 cathode in powder form. The produced LiFePO4 powder is then calculated for its peeling percentages and characterized using SEM, EDX, and XRD tests. The research results show Peeling Off Percentages from smallest to largest at various ratios and holding times as follows: 1:6 for 20 minutes (76.09 wt%), 1:6 for 10 minutes (81.84 wt%), 1:10 for 20 minutes (83.66 wt%), 1:8 for 20 minutes (86.76 wt%), 1:6 for 30 minutes (87.26 wt%), 1:10 for 30 minutes (88.63 wt%), 1:8 for 10 minutes (90.64 wt%), 1:10 for 10 minutes (94.41 wt%), and 1:8 for 30 minutes (94.41 wt%). The salt ratio tends to increase the Peeling Off Percentages from 1:6 to 1:8, then decreases at higher ratios. An increase in holding time shows a significant rise from 20 minutes to 30 minutes. After the Molten Salt process, increasing the holding time from 10 minutes to 30 minutes enhances the separation of the active layer, surface structure homogeneity, reduces particle agglomeration, and improves particle size uniformity. Increasing the AlCl3 ratio tends to increase particle heterogeneity. The impurity composition of Al decreases with increasing ratio and holding time. Elements of LFP such as Fe, P, and O are still found, indicating that the Molten Salt process does not completely remove the active material. Impurities of Al and Cl are likely due to the use of AlCl3. Increasing the cathode ratio significantly affects the dominant phase formed during AlCl3 melting. Lower ratios tend to form the FePO4 phase, while higher ratios dominate the LiFePO4 phase and produce additional phases such as Fe2O3. Increasing the holding time accelerates the formation of the Fe2O3 phase with higher AlCl3 ratios.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Molten Salt, LiFePO4, AlCl3, Peeling Off Percentages
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD794.5 Recycling (Waste, etc.) T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN687 Electric furnaces. T Technology > TP Chemical technology > TP1140 Polymers T Technology > TP Chemical technology > TP248.25.M46 Membrane separation
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Aulia Arsy Rahman Qodri
Date Deposited:	06 Aug 2024 06:18
Last Modified:	06 Aug 2024 06:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111536

Actions (login required)

View Item