JKPK (JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA), Vol 4, No 2, Tahun 2019 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret https://jurnal.uns.ac.id/jkpk
ISSN 2503-4154 (online)

## PENGARUH PEMANASAN PADA PROSES PRETREATMENT UNTUK DAUR ULANG MATERIAL KATODA BATERAI LI-ION
Effect of Heating on the Pretreatment Process for Recycling Li-Ion Battery Cathode
Soraya Ulfa Muzayanha, Cornelius Satria Yudha, Luthfi Mufidatul Hasanah, Adrian Nur, dan Agus Purwanto *
Progam Studi Magister Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta, Jawa Tengah 57126, Indonesia
* Untuk korespondensi: Tel/Fax :  (0271) 632112/(0271) 646655, e-mail : aguspur@uns.ac.id
Received: May  07, 2019
Accepted: August 20, 2019
Online Published: August 31, 2019
DOI : 10.20961/jkpk.v4i2.29906

## ABSTRAK
Penggunaan  baterai  Li-ion  semakin  meningkat  seiring  bertambahnya  media  elektronik portabel.  Baterai  Li-ion  memiliki  siklus  hidup  sehingga  dibutuhkan  proses  daur  ulang  dalam rangka  menurunkan  potensi  bahaya  limbah  sekaligus  meningkatkan  nilai  ekonomis  material baterai yang tidak terpakai terutama material aktif katodanya.  Penelitian ini menggunakan limbah scrap katoda Lithium Nickel Cobalt Oxide (NCA) untuk diregenerasi kembali dimana material NCA memiliki kepadatan dan kapasitas energi yang tinggi. Proses pre-treatment menjadi salah satu penentu  dalam  proses  daur  ulang  selanjutnya.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengaruh pemanasan pada proses pretreatment dengan variasi suhu 500-800 0 C untuk memperoleh bubuk material  yang  akan  didaur  ulang.  Kombinasi  proses  leaching  dan  metode  ko-presipitasi digunakan  untuk  meregenerasi  kembali  material  aktif  katoda.  Pengujian  Spektrofotometri Serapan  Atom (SSA) dilakukan untuk mengetahui  effisiensi  leaching menggunakan 4M H 2 SO 4 pada  suhu  40 0 C  selama  3  jam.  Analisis  X-ray  Diffraction  (XRD)  menunjukkan  bahwa  material NCA  telah  berhasil  diregenerasi  kembali  dimana  puncak-puncak  difraksi  material  NCA  sesuai dengan  standar  JCPDS.  Morfologi  dari  material  NCA  diuji  menggunakan  Scanning  Electron Microscopy (SEM). Pengujian elektrokimia menggunakan baterai silinder pada tegangan 2,7-4,2 Volt, dimana didapatkan kapasitas spesifik keluaran pertama sebesar 62,13 mAh/g.
Kata Kunci: Anorganik; NCA; material katoda; baterai Li-ion; daur ulang.

## ABSTRACT
The use of Li-ion batteries has increased with the increasing of portable electronic media. Li-ion  batteries  have  a  life  cycle  hence  a  recycling  process  is  needed  in  order  to  reduce  the potential  hazard  of  waste  while  increasing  the  economic  value  of  unused  battery  material, especially its cathode active material. This study used Lithium Nickel Cobalt Oxide (NCA) cathode scrap  to  be  regenerated  which  NCA  material  has  high  energy  density  and  high  capacity.  The pretreatment  process  is  one  of  the  determinants  in  the  subsequent  recycling  process.  In  this study,  the  effect  of  heating  on  the  pretreatment  process  was  carried  out  with  variation temperatures of 500-800 0 C to obtain powder which will be recycled. The combination process of the  leaching  and  co-precipitation  was  used  to  regenerate  the  cathode  active  material.  Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) was performed to determine leaching efficiency using 4M H 2 SO 4 at 40 0 C for 3 hours. X-ray Diffraction (XRD) analysis showed that NCA material has been successfully  regenerated  which  the  diffraction  peaks  of  NCA  material  was  in  accordance  with
JCPDS  standards.  The  morphology  of  NCA  material  was  tested  using  Scanning  Electron Microscopy  (SEM).  Electrochemical  testing  uses  a  cylindrical  battery  at  2.7-4.2  Volt  which  the initial specific discharge capacity of the power is 62.13 mAh / g.
Keywords: Inorganic; NCA; cathode material; Li-ion battery; recycle.

## PENDAHULUAN
Baterai  lithium  ion  (Li-ion)  merupakan teknologi  penyimpan  energi  yang  pertama kali diperkenalkan ke pasar oleh SONY pada awal 1990-an. Baterai Li-ion termasuk baterai sekunder  dimana  baterai  bisa  diisi  ulang kembali. Karena kemampuannya yang mempunyai  densitas  energi  besar,  daya besar  dan  panjangnya  umur  pakai,  baterai lithium sangat menarik untuk digunakan pada berbagai  aplikasi  seperti  hand  phone, laptops, dan juga power tools. Baterai Li-ion terdiri  dari  katoda,  anoda,  separator,  dan elektrolit.  Katoda  merupakan  bagian  yang pentung dalam baterai Li-ion. Saat ini, bahan katoda berlapis yang murah dan aman LiMO 2
(M  =  Ni,  Co,  Al,  dan  Mn)  adalah  salah  satu bahan katoda komersial yang paling banyak digunakan  di  pasar[1]. Lithium  nickel  cobalt aluminum oxide (NCA) merupakan salah satu material  katoda  aktif  baterai  yang  memiliki kapasitas dan densitas  yang tinggi dan bisa diaplikasikan  untuk  kendaraan  listrik[1],  [2]. Meningkatnya  permintaan  baterai  Li-ion untuk perangkat elektronik yang portabel dan kendaraan  listrik  menyebabkan    semakin meningkatkan konsumsi baterai [3]. Konsekuensi dari  tingginya  permintaan  baterai  Li-Ion  yaitu akumulasi  baterai  Li-ion  yang  habis  pakai (bekas)  dalam  jumlah  besar  serta scrap katoda  baterai  yang  dihasilkan  saat  proses pembuatan elektroda. Scrap katoda merupakan sisa-sisa  potongan  katoda  yang  masih
menempel  material  baterai.  Di  dalam scrap katoda  NCA  baterai  masih  mengandung logam-logam berharga seperti Ni, Co, Al dan diklasifikasikan sebagai limbah padat berbahaya  karena  mengandung  logam  berat beracun  [4].  Tetapi  apabila  logam-logam tersebut  diolah  kembali  dapat  meningkatkan nilai  ekonomis  serta  menurunkan  dampak terhadap  lingkungan  [5].  Lapisan  elektroda terdiri  dari  material  aktif  (NCA), binder Polyvinylidene  Fluoride (PVDF),  dan  agen konduktivitas Acetylene  Black (AB)  yang dilapiskan pada Aluminium foil sebagai current collector.
Saat ini, ada 3 metode yang digunakan untuk proses daur ulang baterai Li-ion bekas yaitu  pirometalurgi,  hidrometalurgi,  dan biometalurgi  [5] –[7].  Dibandingkan  dengan metode pirometalurgi, metode hidrometalurgi lebih  banyak  digunakan  karena  lebih  ramah lingkungan,  dan  dapat  mencapai  tingkat pemulihan  logam  yang  lebih  tinggi[8].  Pada proses  daur  ulang  hidrometalurgi,  dilakukan proses  pretreatment  untuk    memisahkan bahan  katoda  aktif  dari  pengumpul  arus katoda  (Alumunium  foil)  dengan  melarutkan Al  foil  dengan  NaOH  [9],  dan  PVDF dihilangkan dengan N-methylpyrrolidone (NMP)  atau  dibakar  pada  suhu  tinggi sekaligus  untuk  membakar  sisa  AB[10]. Bahan katoda aktif yang diperoleh kemudian di- leaching oleh HCl [8], [11], HNO 3 [12], [13]
H 2 SO 4 [14].
Proses pretreatment menjadi  salah satu proses yang berperan dalam menentukan efisiensi leaching. Pada penelitian ini dilakukan studi pengaruh proses pemanasan  bahan  katoda  dengan  variasi suhu  terhadap  reduksi  logam  transisi  pada material  NCA  sebagai  langkah  awal  untuk daur ulang scrap katoda NCA sekaligus untuk membakar  AB  dan  PVDF  yang  tersisa  pada bahan  serta  akan  dilakukan  regenearsi material  NCA  dengan  metode  ko-presipitasi. Variasi  suhu  pemanasan  yang  digunakan yaitu  500 0 C,  600 0 C,  700 0 C,  dan    800 0 C
Selanjutnya dilakukan proses leaching dengan menggunakan H 2 SO 4 untuk mengetahui  efisiensi  leaching.  Penelitian  ini belum  pernah  dilakukan  oleh  peneliti-peneliti sebelumnya.  Diharapkan  dengan  tereduksi- nya  logam  transisi  pada  material  NCA  akan meningkatkan efisiensi pada  proses leaching .
Semakin  tinggi  efisiensi leaching maka logam-logam  yang  terambil  pun  semakin banyak  sehingga  jumlah  produk  NCA  yang dapat di regenerasi semakin banyak pula.

## METODE PENELITIAN
Scrap katoda  NCA  (Gambar  1) didapatkan  dari  Laboratorium  Baterai  yang berada di Pusat Pengembangan Bisnis UNS Purwosari. Scrap katoda  NCA  dimasukkan dalam  5M  larutan  NaOH  (Teknis)  disertai dengan  pengadukan  selama  2  jam.  Al  foil akan  bereaksi  dengan  NaOH  membentuk Sodium  Aluminat,  sehingga  material  yang menempel  akan  terlepas  dan  terbentuk slurry hitam. Slurry disaring dan dicuci menggunakan akuades panas untuk menghilangkan impuritas yang menempel, kemudian dioven suhu 80 0 C
selama  24  jam. Powder hitam  yang  sudah kering  ditumbuk  menggunakan  mortar  lalu dimasukkan kedalam krusibel porselin dilanjutkan  proses  pemanasan  dengan variasi  suhu 500 0 C, 600 0 C, 700 0 C, dan  800 0 C selama 1 jam. Powder yang telah melalui pretreatment akan diuji menggunakan alat X - ray diffraction (D2 Phaser Bruker, Germany) untuk mengetahui  struktur kristal dari bubuk NCA tersebut. Hasil terbaik dari pretreatment akan  dilakukan  proses  leaching  meng- gunakan  4M  H 2 SO 4 pada  suhu  ruangan selama  3  jam  dengan  10%  (w/v)  untuk mengetahui efisiensi leachingnya. Kemudian proses  leaching  akan  dibandingkan  dengan powder NCA  yang  didapat  tanpa  proses pemanasan. Alat uji Spektrofotometer
Serapan Atom (SSA)  (PinAAcle 900T Perkin Elmer,  USA)  digunakan  untuk  mengetahui konsentrasi  logam  Ni,  Co,  dan  Al  yang terkandung dalam hasil leaching.
Gambar 1. Scrap Katoda NCA
Setelah  melalui  proses  leaching,  akan dilakukan  proses  regenerasi  material  NCA dengan metode ko-presipitasi. NaOH (Teknis) dan larutan ammonia berperan sebagai agen presipitasi  dan  agen  pengkhelat.  Proses  ko- presipitasi dilakukan pada suhu 60 0 C selama
4 jam dengan pengadukan diatas 800 rpm dan pH dijaga konstan 11-12, kemudian dilakukan aging.  Hasil  ko-presipitasi  berupa  padatan berwarna kehijauan dan dinamakan precursor -OH. Padatan disaring dan dicuci mengguna- kan  akuades  panas  selanjutnya  dimasukkan oven  pada  suhu  80 0 C  semalam.  Prekursor  - OH yang sudah kering ditumbuk dan dicampur LiOH  secara  merata  dengan  perbandingan
1:1,05.  Selanjutnya  campuran  di  kalsinasi pada  suhu  550 0 C  selama  6  jam  dan  di sintering pada  suhu  800 0 C  selama  12  jam menggunakan muffle furnace . Padatan hitam keluaran  furnace  ditumbuk  dan  disaring menggunakan ukuran mesh 200 dan dinamakan material NCA hasil Recycle (NCA-
R). Diagram alir proses resintes material NCA dari limbah scrap NCA dapat dilihat di Gambar 2.  Uji  karakterisasi  material  NCA-R  meng- gunakan X-Ray Diffraction (D2 Phaser Bruker, Germany) dengan nilai 2θ antara 10-80 0 scan rate 0,02. Bentuk dan morfologi dari material NCA-R diuji menggunakan Scanning  Electron
Microscopy (Jeol  JSM-6510LA,  Japan).
Performa  elektrokimia  dari  material NCA-R  diuji  menggunakan  galvanostic. Pertama, membuat lapisan elektroda dengan mencampurkan  material  NCA-R,  Acetylene Black,  PVDF  dengan  perbandingan  berat 8:1:1. Campuran didispersikan dalam pelarut NMP  sehingga  terbentuk slurry . Slurry kemudian  dilapiskan  di  Aluminium  foil dengan  ketebalan  200  µm  menggunakan doctor  blade. Elektroda  yang  masih  basah dimasukkan  ke  dalam  oven  hingga  kering dan disusun menjadi baterai silinder.  Anoda dan  separator  yang  digunakan  yaitu  grafit dan cellguard 2400,  dimana  sudah  tersedia di Laboratorium Baterai. Proses penyusunan
sel silinder baterai dilakukan di Laboratorium Baterai UNS di Purwosari.
Gambar  2.  Diagram  Alir  Proses  Resintesis Material NCA dari Scrap NCA

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  suhu  terhadap  perubahan karakteristik  struktural  material  saat  proses pretreatment dapat  diamati  melalui  pola diffraksi  sinar  X  (XRD)  gambar  3.  Pola diffraksi pada gambar 3 menunjukkan bahwa puncak-puncak diffraksi material NCA masih terbentuk, tetapi terjadi perubahan karakteristik pada material  yang disebabkan oleh  pemanasan  dimana    ada  perubahan ketinggian  intensitas  pada  puncak  104  dan peleburan  dua  puncak  menjadi  satu  pada puncak I 006 /I 012 dan I 016 /I 110 .
Gambar  3.  (a).  Pola  difraksi  sampel  yang dipanaskan pada variasi suhu selama 1 jam pada proses pretreatment dibandingkan  dengan  tanpa  proses pemanasan  (TP),  (b)  Perbesaran  pola difr aksi pada 2θ antara 35°C dan 70°C
Pada penelitian ini dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu pemanasan pada range 500-800 0 C maka perubahan intensitas pada puncak  104  semakin  tinggi.  Perubahan intensitas dapat dilihat dari perhitungan rasio intensitas pada  puncak 003/104 pada Tabel 1  yang  semakin  kecil  dimana  menunjukkan intensitas puncak 104 semakin tinggi.  Selain itu,  pada  puncak  I 006 /I 012 dan  I 016 /I 110 terjadi peleburan  2  puncak  menjadi  satu  setelah pemanasan  dibandingkan  dengan  tanpa adanya  pemanasan  (dapat  dilihat  pada Gambar 3b). Berdasarkan studi sebelumnya,
keteraturan struktur hexagonal material NCA diprediksi dengan adanya pembelahan pada puncak I 006 /I 012 dan I 016 /I 110 [2],[15] . Peleburan dua  puncak  menjadi  satu  puncak  meng- indikasikan bahwa terjadi perubahan struktur hexagonal  pada  material  NCA  yang  pada awalnya  tersusun  teratur  dimungkinkan menjadi acak setelah pemanasan. Perhitungan parameter kisi material ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel  1. Parameter  Kisi  NCA yang Dipanaskan  pada  Variasi  Suhu  pada Proses Pretreatment Variabel Suhu ( 0 C) Parameter Kisi c/a I 003 /I 104 Volum (Å 3 ) a (Å) c (Å) 500 2,871  14,228  4,955 1,352 101,588 600 2,881  14,242  4,943 1,267 102,409 700 2,880  14,199  4,930 1,171 102,022 800 2,879  14,171  4,922 1,016 101,724
Untuk material NCA, Nilai a dan c pada parameter  kisi  yaitu  kisaran  2,8  dan  14, sedangkan  nilai  c/a  kisaran  4,9[16] –[19].
Tingkat  reduksi  logam  dapat  diprediksi melalui  nilai  rasio  intensitas  pada  puncak 003/104  yang  semakin  kecil  (<  1,2)  [20]. Tabel 1 menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu  pemanasan,  maka  nilai  rasio  tinggi intensitas  pada  puncak  003/104  semakin kecil.  Pada  pemanasan  suhu  700 0 C  dan 800 0 C  memiliki  nilai  rasio  intensitas  puncak
003/104 lebih kecil dari 1,2 yang mengindikasikan bahwa lebih banyak terjadi reduksi  logam-logam  transisi  pada  material NCA  saat  proses  pemanasan.  Semakin tingginya  reduksi  logam  transisi    dapat diindikasi  dengan  semakin  kecilnya  rasio intensitas  puncak  003/104  [20].  Dengan semakin  kecilnya  nilai  rasio  intensitas  maka
(a)
(b)
akan semakin efisien  pada proses  leaching. Sehingga  hasil  terbaik  proses  pemanasan saat  pretreatment  yaitu  pada  suhu  800 0 C, dimana memiliki hasil rasio intensitas puncak 003/004  paling  kecil  (1,016)  diantara  hasil sampel lainnya.
Setelah  proses pretreatment ,  akan dilakukan proses leaching menggunakan 4 M H 2 SO 4 selama 3 jam pada suhu 40 0 C dengan membandingkan  powder  hasil  pemanasan 500 0 C  dan  800 0 C.    Gambar  4  menunjukkan efisiensi pada proses leaching menggunakan powder hasil pemanasan 500 0 C (P-500) dan pemanasan 800 0 C (P-800).
Gambar  4.  Efisiensi  Proses Leaching 4M H 2 SO 4 ,  40 0 C  ,  3  jam  dengan  meng- gunakan Powder Hasil P-500 dan P-800
Gambar 4 menunjukkan bahwa efisiensi  logam  Ni,  Co,  Al  pada  proses leaching  dengan  menggunakan  powder  P- 500  berturut-turut  sebesar  49,343;  29,526; 37,051%  sedangkan  saat  menggunakan powder  P-800  berturut-turut  yaitu  66,838; 38,434;  51,905%.  Efisiensi  proses leaching menggunakan powder P-800  lebih  tinggi daripada  P-500.  Hasil  yang  didapatkan tersebut  sesuai  dengan  analisis  pada  pola difraksi sinar-X di gambar 1, dimana   P-800 terdeteksi  memiliki  tingkat  reduksi  logam
yang  lebih  tinggi  sehingga  akan  memudah- kan efisiensi pada proses leaching [20].
Gambar 5. Kecenderungan Pelarutan logam Nikel,  Kobalt,  dan  Alumunium  Pada Proses  Leaching  4  M  H 2 SO 4 ,  40 0 C selama 3 jam
Kecenderungan  pelarutan  logam  Ni, Co, dan Al pada proses leaching diperlihatkan pada Gambar 5. Semua logam memiliki kecenderungan yang sama. Konsentrasi  logam  hingga  menit  ke-110 meningkat  dengan  cepat.  Ini  menandakan bahwa reaksi H 2 SO 4 dengan logam berjalan cepat  di  110  menit  pertama  kemudian
melamban  di  menit  berikutnya  yang  berarti konsentrasi asam berkurang dan konsentrasi logam  meningkat.  Peningkatan  konsentrasi logam  menyebabkan  viskositas  larutan  me- ningkat  sehingga  difusi  logam  ke  dalam larutan terhambat.
Setelah proses leaching selesai dengan menggunakan powder hasil pretreatment P- 800, filtrat  disaring dan dilanjutkan  proses ko- presipitasi menggunakan NaOH dan ammonia dimana  akan  dihasilkan  padatan  berwarna kehijauan  yang  diberi  nama  prekursor –OH (Gambar 6).
Gambar  6.  Hasil  Presipitasi  menggunakan NaOH
Untuk  mensintesis  kembali  material NCA,  precursor-OH  ditambahkan  dengan LiOH  dilanjutkan  dengan  sintering  dan didapatkan  hasil powder berwarna  hitam (gambar  7)  dimana  sampel  diberi  nama dengan NCA hasil recycle (NCA-R).
Gambar 7. Material NCA hasil Recycle (NCA-R)
Uji  karakterisasi  material  NCA-R menggunakan  pola  difraksi  sinar-X  (XRD) dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Hasil Uji Karakterisasi Pola Difraksi Sinar-X (XRD)  Material NCA-R
Hasil  uji  karakterisasi  menunjukkan bahwa  puncak-puncak  pola  difraksi  sinar-X pada material NCA-R sesuai dengan puncak standar JCPDS#87-1562 yang berarti bahwa material NCA telah berhasil di regenerasi dari limbah  scrap  katoda  NCA.  Pada  titik  sekitar 2θ = 38 0 dan 2θ = 64 0 terbentuk pemisahan 2 puncak 006/012 dan  018/118,  biasa disebut dengan istilah double splitting . Terbentuknya double  splitting pada  hasil  XRD  NCA-R mengindikasikan  bahwa  struktur  material NCA-R  berbentuk  layer  hexagonal  [21]. Sedangkan  hasil  perhitungan  kisi  material NCA-R disajikan di Tabel 2.
Tabel 2. Parameter Kisi Material NCA-R
Sampel Parameter Kisi c/a I 003 /I 10 4 Volum (Å 3 ) a (Å) c (Å) NCA-R  2,848  14,142 4,966 1,271 101,281
Untuk nilai c, a, dan c/ a yang disajikan pada  Tabel  2  sudah  sesuai  dengan  nilai kisaran oleh material NCA  [16]. Rasio  tinggi
intensitas  pada  puncak  003  dan  104  yang menunjukkan  derajat  pencampuran  kation ( cation  mixing/  cation  disorder ).  pada material dimana terdeteksi adanya ion Ni 2+ di kisi  Li + dan  Ni 3+ [22].  Apabila  nilai  rasio intensitas puncak 003/104 lebih kecil dari 1,2 diprediksi bahwa derajat cation mixing tinggi [22],  [23].  Nilai  rasio  intensitas  puncak  003 dan  104  pada  penelitian  ini  sebesar  1,271 (lebih  dari  1,2)  menunjukkan  bahwa  derajat cation mixing rendah [21], [22] dimana akan berpengaruh  pada  performa  baterai  seperti kapasitas baterai yang menurun.
Uji morfologi material NCA-R ditunjuk- kan  pada  Gambar  9  dengan  perbesaran 1000x. Partikel NCA-R membentuk aglomerasi menjadi  partikel  sekunder  berbentuk  semi bulat atau lonjong dan hasilnya mirip seperti partikel  NCA  komersial.  Partikel  NCA-R tersebut berukuran dalam 49,12 - 54,32 mikron.
Uji  yang  paling  penting  dalam  baterai Li-Ion    yaitu  uji  performa  elektrokimia  untuk mengetahui performa material NCA-R sebagai katoda baterai Li-ion.
Gambar 9. Hasil Uji SEM NCA-R
Gambar 10. memperlihatkan kapasitas spesifik  awal  (mAh/g)  pada  material  NCA-R
dimana  uji  ini  bertujuan  untuk  mengetahui kapasitas  yang  dihasilkan  dari  material baterai.  Baterai  NCA-R  diuji  pada  kisaran tegangan  2,7-4,2  volt.  Pada  penelitian  ini, kapasitas  spesifik  material  NCA-R  yang dihasilkan  sebesar  62,13  mAh/g  pada  arus 10 mA/g dengan efisiensi coloumbic rata-rata 99,78%.  Untuk  rumus  perhitungan  efisiensi coloumbic dijelaskan pada persamaan (1.1). Ditinjau dari segi efisiensi coloumbic menunjukkan  bahwa  performa  dari  NCA-R sudah memiliki performa  yang hampir sama dengan NCA yang belum digunakan.
Efisiensi coloumbic = 𝐾𝐷 𝐾𝐶 x100%............(1.1)
Dimana :
KD : Kapasitas pengosongan ( Discharging )
KC : Kapasitas pengisian ( Charging )
Gambar  10.  Kurva  Kapasitas  Spesifik  Awal (mAh/g) material NCA-R
Uji  siklus  disajikan  pada  Gambar  11.
Hasil uji siklus menunjukkan bahwa kapasitas  retensi  baterai  sebesar  86,43% setelah 15 siklus. Hal ini menunjukkan bahwa drop  kapasitas  dari  baterai  NCA-R  sebesar 0,904% per siklus dimana hasil siklus masih relatif bagus.
Gambar 11. Uji Siklus Baterai NCA-R

## KESIMPULAN
Daur  ulang  material  NCA  dari  limbah scrap  katoda  NCA  dilakukan  dengan  metode hidrometalurgi  (leaching  dan  ko-presipitasi). Hasil terbaik untuk proses pretreatment dengan pengaruh pemanasan selama 1 jam yaitu pada suhu  800 0 C.  Berdasarkan  hasil  XRD  proses pretreatment ,  material  yang  dipanaskan  pada suhu  800 0 C  terindikasi  bahwa  logam  yang tereduksi lebih tinggi sehingga akan memfasilitasi pada proses leaching. Persentase efisiensi leaching untuk  logam  Ni,  Co,  dan  Al menggunakan powder P-800  lebih  tinggi daripada  P-500.  Hasil  uji  karakterisasi  material NCA-R sesuai  dengan standar JCPDS  semua puncak  NCA  muncul  pada  pola  difraksi, disimpulkan  bahwa  struktur  material  NCA-R berbentuk  layer  hexagonal.  Hasil  uji  morfologi diketahui  bahwa  material  NCA-R  berukuran mikron.  Performa  material  NCA-R  sebagai katoda  diuji  dengan  diaplikasikan  pada  baterai silinder. Hasil kapasitas spesifik yang dihasilkan sebesar  62,13  mAh/g  dan  baterai  memiliki efisiensi  coloumbic  lebih  besar  99%  dengan kapasitas retensi  86,43% setelah 15 siklus dan drop kapasitas baterai per siklus sebesar 0,904 %. Walaupun terdapat drop, namun metode ini
menjanjikan  dan  membuka  peluang-peluang baru dalam riset daur ulang baterai.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP)  atas  dukungan  keuangan  melalui RISPRO Invitation Scheme (No Kontrak: PRJ- 31/LPDP/2018).

## DAFTAR RUJUKAN
[1] N. Nitta, F. Wu, J. T. Lee, and G. Yushin, “Li-ion  battery  materials :  present  and future,” Biochem.  Pharmacol. ,  vol.  18, no. 5, pp. 252 –264, 2015.
[2] A. Purwanto, C. S. Yudha, U. Ubaidillah, H.  Widiyandari,  and  T.  Ogi,  “NCA cathode  material :  synthesis  methods and  performance  enhancement  efforts NCA  cathode  material :  synthesis methods  and  performance  enhancement efforts,” 2018.
[3] C.  Pillot,  “Lithium  ion  battery  raw material  Supply  &  demand  2016- 2025,” 2017.
[4] X.  Zeng,  J.  Li,  and  L.  Liu,  “Solving spent  lithium-ion  battery  problems  in China: Opportunities and challenges,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 52, pp. 1759 –1767, 2015.
[5] X.  Zheng et  al. ,  “A  Mini-Review  on Metal  Recycling  from  Spent  Lithium Ion Batteries,” Engineering , vol. 4, pp.
361 –370, 2018.
[6] X.
Chen and T. Zhou, “Hydrometallurgical  process  for  the recovery  of  metal  values  from  spent lithium-ion  batteries  in  citric  acid media,” Waste  Manag.  Res. ,  vol.  32
(11), no. 11, pp. 1083 –1093, 2014.
[7] M.  Vera,  A.  Schippers,  and W.  Sand, “Progress  in  bioleaching:  Fundamentals and  mechanisms  of  bacterial  metal sulfide oxidation- part A,” Appl.
Microbiol. Biotechnol. , vol. 97, no. 17,
pp. 7529 –7541, 2013.
[8] M. Joulié, R. Laucournet, and E. Billy, “Hydrometallurgical  process  for  the recovery  of  high  value  metals  from spent  lithium  nickel  cobalt  aluminum oxide  based  lithium- ion  batteries,” J. Power Sources , vol. 247, pp. 551 –555, 2014.
[9] A.  A.  Nayl,  R.  A.  Elkhashab,  S.  M. Badawy,  and  M.  A.  El- Khateeb, “Acid leaching of mixed spent Li-ion batteries, ” Arab. J. Chem. , vol. 10, pp. S3632 –S3639, 2017.
[10]  L.  Li,  Y.  Bian,  X.  Zhang,  Y.  Guan,  E. Fan, F. Wu, and R. Chen , “Process for recycling mixed-cathode materials from  spent  lithium-ion  batteries  and kinetics of leaching,” vol. 71, pp. 362– 371, 2018.
[11]  R. C. Wang, Y. C. Lin, and S. H. Wu, “A  novel  recovery  process  of  metal values  from  the  cathode  active materials  of  the  lithium-ion  secondary batteries,” Hydrometallurgy ,  vol.  99, no. 3 –4, pp. 194–201, 2009.
[12]  D.  A.  Ferreira,  L.  M.  Z.  Prados,  D. Majuste, and M. B. Mansur, “Hydrometallurgical separation of aluminium,  cobalt,  copper  and  lithium from  spent  Li- ion  batteries,” J.  Power Sources , vol. 187, no. 1, pp. 238 –246, 2009.
[13]  S. M. Shin, N. H. Kim, J. S. Sohn, D. H. Yang, and Y. H. Kim, “Development of a  metal  recovery  process  from  Li-ion battery wastes,” Hydrometallurgy ,  vol. 79, no. 3 –4, pp. 172–181, 2005.
[14]  S. G. Zhu, W. Z. He, G. M. Li, X. Zhou, X.  J.  Zhang,  and  J.  W.  Huang, “Recovery  of  Co  and  Li  from  spent lithium-ion  batteries  by  combination method of acid leaching and chemical precipitation,” Trans.  Nonferrous  Met. Soc. China (English Ed. , vol. 22, no. 9, pp. 2274 –2281, 2012.
[15]  S. U. Muzayanha, C. S. Yudha, A. Nur, H.  Widiyandari,  H.  Haerudin,  H. Nilasary, F. Fathoni, and A. Purwanto, “A Fast Metals Recovery  Methods for the Synthesis of Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide Material from
Cathode Waste,” Metals  (Basel). ,  vol.
9, no. 615, pp. 1-17, 2019.
[16] J.  Seo  and J. Lee, “Fast  growth  of  the precursor particles of Li (Ni0.8Co0.16Al0.04)O2 via a carbonate co-precipitation route and its electrochemical performance,” J.  Alloys
Compd. , vol. 694, pp. 703 –709, 2017.
[17]  H.  Meng,  P.  Zhou,  Z.  Zhang,  Z.  Tao, and  J.  Chen,  “Preparation  and characterization  of  LiNi0.8Co0.15Al0. 05O2 with high cyclingstability by using AlO  2- as Al source,” Ceram. Int. ,  no. December, pp. 1 –8, 2016.
[18]  I.  P.  Lestari,  A.  R.  Nurohmah,  M.  N. Ikhsanudin, C. S. Yudha, H.
Widiyandari, and A. Purwanto,
“Synthesis  And  Characterization  Of Precipitation  Method  With  Green Chelating  Agents,”  in 2018  5th International  Conference  on  Electric Vehicular  Technology  (ICEVT) ,  2018, pp. 53 –56.
[19]  K. D. R. Ekawati, A. P. Sholikah, C. S. Yudha,  H.  Widiyandari,  and  A. Purwanto, “Comparative Study of NCA Cathode  Material  Synthesis  Methods towards Their Structure Characteristics,” in 2018  5th  International  Conference on  Electric  Vehicular  Technology (ICEVT) , 2018, pp. 57 –61.
[20]  Y. Yang, G. Huang, S. Xu, Y. He, and X. Liu, “Thermal treatment process for the  recovery  of  valuable  metals  from spent lithium- ion batteries,” Hydrometallurgy , 2015.
[21]  K. He, Z. Ruan, X. Teng, and Y. Zhu, “Facile  synthesis  and  electrochemical properties of spherical LiNi0.85- xCo0.15AlxO2  with  sodium  aluminate via co- precipitation,” Mater. Res. Bull. , vol. 90, pp. 131 –137, 2017.
[22] P. Kalyani and N. Kalaiselvi, “Various aspects  of  LiNiO2  chemistry:  A review,” Sci. Technol. Adv. Mater. , vol. 6, no. 6, pp. 689 –703, 2005.
[23]  C. Song, W. Wang, H. Peng, Y. Wang, C. Zhao, and H. Zhang, “Improving the Electrochemical  Performance  of  by LiAlO  2  Surface  Modification,” Appl.
Sci. , 2018.