Daur Ulang Langsung Katoda LFP Bekas melalui Reaksi Berbasis Padat (Solid-State) untuk Digunakan Kembali dalam Baterai Litium-Ion

Situmorang, ChanroAgnim (2025) Daur Ulang Langsung Katoda LFP Bekas melalui Reaksi Berbasis Padat (Solid-State) untuk Digunakan Kembali dalam Baterai Litium-Ion. S1 thesis, Universitas Kristen Indonesia.

	Text (HalJudul_DaftarIsi_DaftarGambar_DaftarTabel_DaftarDaftarSingkatan_DaftarLampiran_Abstrak) HalJudulDaftarIsiDaftarGambarDaftarTabelDaftarDaftarSingkatanDaftarLampiranAbstrak.pdf Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (1MB)
	Text (BAB_I) BABI.pdf Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (472kB)
	Text (BAB_II) BABII.pdf Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (775kB)
	Text (BAB_III) BABIII.pdf Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (556kB)
	Text (BAB_IV) BABIV.pdf Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (754kB)
	Text (BAB_V) BABV.pdf Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (212kB)
	Text (Daftar_Pustaka) DaftarPustaka.pdf Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (327kB)
	Text (Lampiran) Lampiran.pdf Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike. Download (210kB)

Abstract

Permintaan yang meningkat untuk baterai lithium-ion (Li-ion), terutama yang berbasis Lithium Iron Phosphate (LiFePO₄ atau LFP), menyoroti kebutuhan mendesak akan metode daur ulang yang efisien dan ramah lingkungan. Studi ini berfokus pada daur ulang langsung bahan katoda LFP bekas melalui metode reaksi fase padat, dengan menekankan pengenalan kembali lithium dan penggunaan atmosfer inert (gas nitrogen) selama proses sintesis. Bahan utama yang digunakan termasuk LiOH, Fe₂O₃, (NH₄)₂HPO₄, dan glukosa sebagai aditif konduktif. Proses kalsinasi dilakukan pada 700 °C selama 9 jam di bawah atmosfer nitrogen. Bahan yang dihasilkan ditandai menggunakan XRD dan SEM-EDS untuk menganalisis struktur kristal dan morfologi permukaannya. Studi ini menemukan bahwa pengenalan kembali lithium dan aliran nitrogen berkontribusi pada pembentukan kristal LiFePO₄ tipe olivin yang lebih seragam dan stabil. Selain itu, penambahan karbon melalui glukosa meningkatkan konduktivitas listrik dan struktur permukaan. Pendekatan daur ulang langsung ini berhasil mengembalikan bahan katoda aktif dengan sifat yang mendekati yang baru disintesis, menawarkan alternatif yang lebih efisien secara energi dan berkelanjutan secara lingkungan dibandingkan dengan metode hidrometalurgi atau pirometalurgi. Temuan ini menunjukkan bahwa sintesis dalam fase padat dengan pengendalian atmosfer dan komposisi yang dioptimalkan memberikan solusi yang menjanjikan untuk penggunaan kembali baterai LFP yang telah habis dalam aplikasi penyimpanan energi. Kata Kunci: Solid State Method, LiFePO4, Direct Recycling of Spent LFP, Cathode, Li-ion batteries / The increasing demand for lithium-ion batteries (Li-ion), especially those based on Lithium Iron Phosphate (LiFePO₄ or LFP), highlights the urgent need for efficient and environmentally friendly recycling methods. This study focuses on the direct recycling of spent LFP cathode materials through the solid-state reaction method, emphasizing the reintroduction of lithium and the use of an inert atmosphere (nitrogen gas) during the synthesis process. The primary materials used include LiOH, Fe₂O₃, (NH₄)₂HPO₄, and glucose as a conductive additive. The calcination process was carried out at 700 °C for 9 hours under a nitrogen atmosphere. The resulting materials were characterized using XRD and SEM-EDS to analyze their crystal structure and surface morphology. The study found that lithium reintroduction and nitrogen flow contributed to the formation of more uniform and stable olivine-type LiFePO₄ crystals. Additionally, carbon addition via glucose improved electrical conductivity and surface structure. This direct recycling approach successfully recovered active cathode materials with properties close to those of newly synthesized ones, offering a more energy-efficient and environmentally sustainable alternative compared to hydrometallurgical or pyrometallurgical methods. These findings demonstrate that solid-state synthesis with controlled atmosphere and optimized composition provides a promising solution for the reuse of spent LFP batteries in energy storage applications. Keywords: Solid State Method, LiFePO4, Direct Recycling of Spent LFP, Cathode, Li-ion batteries

Actions (login required)

View Item