Pra Perancangan Pabrik Battrey Sekunder 30 kg/Batch

Abstract

Baterai sekunder semakin diminati dipasar karena memiliki sifat rechargeable yang dapat digunakan kembali. Baterai sekunder dengan katoda lithium mangan phosphate (LiMnPO4/C) merupakan jenis katoda yang baik untuk digunakan karena faktor keamanan yang tinggi, energi yang tinggi dan biaya bahan baku relatif murah. . Bahan baku utama pembuatan lithium mangan phosphate (LiMnPO4) antara lain ialah lithium nitrat (LiNO3), Phosphoric acid (H3PO4) dan manganese nitrate (Mn(NO3)2). Bahan baku yang digunakan diperoleh dari Wako Pure Chemical Industries Ltd. Japan.. Bahan penunjang yang digunakan ialah gas nitrogen (N2) sebagai gas inert penghilang udara pada saat proses pembentukan lithium mangan phosphate (LiMnPO4) dan carbon black (C2H2) sebagai sumber karbon pada baterai. Teknologi proses yang digunakan mengacu pada jurnal “Preparation of carbon-coated LiMnPO4 powders by a combination of spray pyrolysis with druball-milling followed by heat treatment” yang ditulis oleh Long Doan. N, Bakenov. Z dan Taniguci. I. Pembuatan baterai sekunder dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu tahap pencampuran, tahap reaksi pembentukan dan tahap perekatan karbon. Proses pencampuran dilakukan pada mixing tank bertipe ribbon mixer selama 2 jam. Bahan baku padat yang akan dicampurkan yaitu lithium nitrat (LiNO3) dan manganese nitrate (Mn(NO3)2) dengan kemurnian 99% dan dicampurkan dengan Phosphoric acid (H3PO4) dalam fasa cair dengan kemurnian 85% hingga homogen. Pada tahap reaksi pembentukan, bahan baku yang sudah homogen dari Mixer selanjutnya memasuki alat Spray Pyrolysis. Spray Pyrolysis yang digunakan adalah Ultrasonic Spray Pyrolysis. Pada proses ini, udara yang terdapat didalam Ultrasonic Spray Pyrolysis harus dikeluarkan untuk menghindari kontak antara udara dengan bahan baku. Udara yang dikeluarkan dari Ultrasonic Spray Pyrolysis dengan menggunkana gas N2+H2 dengan kebutuhan 2 Liter per menit. Padatan yang sudah homogen dari Mixer selanjutnya akan direaksikan menjadi lithium mangan phosphate (LiMnPO4) dengan Spray Pyrolysis. Kondisi operasi untuk mereaksikan bahan baku menjadi produk pada tekanan 1 atm (atmosfer), suhu 500 oC dengan waktu pemanasan 4,8 menit atau 288 detik. Setelah proses ini, terbentuk produk berupa lithium mangan phosphate (LiMnPO4) dalam fasa padat dan Nitric Acid (HNO3) dalam fasa gas. Nitric Acid (HNO3) dirubah fasanya dari gas ke cair dengan cara dikondensasikan pada suhu dibawah 83oC agar memudahkan proses transport pengirimannya. Kemudian lithium mangan phosphate (LiMnPO4) memasuki tahap coating carbon. Tahap coating carbon selanjutnya adalah Sintering. Bahan baku yang sudah tercampur dengan carbon selanjutkan akan direkatkan pada proses sintering. Kondisi operasi pada proses ini temperatur 600 oC dan tekanan atmosfer selama 1,9 jam. Pemanasan sampai suhu 600oC bertujuan meleburkan carbon Acetylene Black (C2H2) agar merekat dengan produk lithium mangan phosphate (LiMnPO4). Setelah katoda selesai, selanjutnya memasuki proses assembling. Proses assembling terdiri dari 3 tahapan yaitu Coating Carbon, Sintesis Elektroda dan Assembling. Dalam prosesnya, pabrik ini memiliki sarana penunjang (utilitas) diantaranya kebutuhan air sebesar 8.850 liter/hari, kebutuhan listrik sebesar 4042 kW, dan kebutuhan bahan bakar solar untuk generator sebesar 1355,06 liter/bulan.Perusahaan ini dipimpin oleh seorang Direktur Utama dengan jumlah karyawan 93 orang. Berdasarkan analisa ekonomi didapatkan besarnya investasi yang dibutuhkan untuk membangun pabrik ini hingga layak didirikan, yaitu sebagai berikut:

• Total Modal Investasi = Rp. 136.324.919.364,- • Modal Sendiri (82,52%) = Rp. 118.043.493.533,- • Pinjaman (10%) = Rp. 26.741.153.380,- • Internal Rate of Return (IRR) = 48% • Minimum Payback Period (MPP) = 1 tahun 8 bulan • Net Cash Flow Present Value (NCFPV) = Rp. 249.028.672.217,- • Break Even Point (BEP) tahun pertama = 26%