BATERAI

Materi Baterai

1.      Definisi baterai

                 Baterai adalah alat elektrokimia yang dibuat untuk menyimpan dan menyuplai tenaga listrik. Hal ini terjadi dengan proses elektrokimia. Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Tenaga listrik dapat diubah menjadi tenaga kimia dan sebaliknya tenaga kimia menjadi tenaga listrik.

2.      Komponen-komponen baterai

a.       Elemen Baterai (Plat Baterai)

b.      Elektrolit

c.       Kotak Baterai

d.      Tutup

e.       Tutup Ventilasi

f.        Terminal Baterai

g.      Sel

h.      Penghubung Sel

i.        Pemisah Sel

j.        Pembatas

3.      Identifikasi komponen-komponen baterai

4.      Fungsi baterai

Fungsi baterai pada kendaraan yakni memberikan tenaga listrik yang cukup untuk:

·         Menghidupkan mobil (starter)

·         Melayani sistem pengapian

·         Melayani penerangan dan

·         Kebutuhan lainnya

Informasi data Baterai

a.       Kemampuan

b.      Lebar dan tinggi

c.       Panjang

d.      Posisi Terminal

5.      Fungsi komponen-komponen baterai

a.       Elemen Baterai (Plat Baterai)

Plat baterai. Terdapat dua buah plat, plat positif dan plat negatif. Kedua plat tersebut mempunyai grid yang terbuat dari antimoni dan paduan timah. Bahan pembuat Plat positif adalah bahan antimoni yang dilapisi dengan lapisan aktif oksida timah (lead dioxide, PbO2) yang berwarna coklat dan plat negatif terbuat dari sponge lead (Pb) yang berwarna abu-abu. Salah satu yang mempengaruhi kemampuan baterai dalam mengalirkan arus adalah jumlah dan ukuran plat. Semakin besar atau banyak platnya maka semakin besar pula arus yang dihasilkan.

 

Gaya elektromotif (EMF) yang dihasilkan 1 sel kira kira 2,1 V.

b.      Elektrolit

Larutan elektrolit, yaitu cairan pada baterai merupakan campuran antara asam sulfat (H2SO4) dan air (H2O). Secara kimia, campuran tersebut bereaksi dengan bahan aktif pada plat baterai untuk menghasilkan listrik. Baterai yang terisi penuh mempunyai kadar 36% asam sulfat dan 64% air. Larutan elektrolit mempunyai berat jenis (specific gravity) 1,270 pada 200C (680F) saat baterai terisi penuh. Berat jenis merupakan perbandingan antara massa cairan pada volume tertentu dengan massa air pada volume yang sama. Makin tinggi berat jenis, makin kental zat cair tersebut. Berat jenis air adalah 1 dan berat jenis asam sulfat adalah 1,835. Dengan campuran 36% asam dan 64% air, maka berat jenis larutan elektrolit pada baterai sekitar 1,270.

c.       Kotak Baterai

Kotak baterai berfungsi sebagai penampung dan pelindung bagi semua komponen baterai yang ada di dalamnya seperti sel, penghubng sel, pemisah sel, plat baterai dan lain-lain. Selain itu juga kotak baterai berfungsi sebagai ruang endapan-endapan baterai pada bagian bawah. Bahan kotak baterai ini biasanya transparan untuk mempermudah pemeriksaan jumlah atau tinggi elektrolit baterai.

d.      Tutup

Tutup baterai, sesuai dengan namanya bagian ini berfungsi sebagai tutup bagiana atas baterai, tempat dudukan terminal-terminal baterai, lubang ventilasi.

e.       Tutup Ventilasi

Tutup ventilasi. Komponen ini terdapat pada baterai jenis basah yang berfungsi sebagai tutup lubang yang digunakan untuk menambah atau memeriksa air baterai. Pada tutup ini terdapat lubang ventilasi berfungsi untuk membuang gas hidrogen yang dihasilkan saat terjadi proses pengisian.

f.        Terminal Baterai

Terminal baterai. Secara umum ada dua buah terminal pada baterai, yaitu terminal positif dan terminal negatif. Terminal ini terletak pada bagian atas dari aki.

g.      Sel

Sel. Satu unit plat positif dan plat negatif yang dibatasi oleh penyekat di antara kedua plat posotif dan negatif disebut dengan sel atau elemen. Sel-sel baterai dihubungkan secara seri satu dengan lainnya, sehingga jumlah sel baterai akan menentukan besarnya tegangan baterai yang dihasilkan. Satu buah sel di dalam baterai menghasilkan tegangan kira-kira sebesar 2,1 volt, sehingga untuk baterai yang jumlah selnya 6 menghasilkan total teganya sekitar 12,6 Volt.

h.      Penghubung Sel

Penghubung sel (cell connector) merupakan plat logam yang dihubungkan dengan plat-plat baterai. Ada dua buah plat penghubung pada setiap sel yaitu untuk plat positif dan plat negatif. Penghubung sel pada plat positif dan negatif disambungkan secara seri untuk semua sel.

i.        Pemisah Sel

Pemisah sel (cell partition). Bagian ini merupakan bagian dari kotak baterai yang memisahkan tiap sel.

j.        Pembatas

Separator atau penyekat, separator ini ditempatkan di antara plat positif dan plat negatif. Penyekat atau separator ini berpori-pori  supaya memungkinkan larutan elektrolit melewatinya. Bagian ini juga berfungsi untuk mencegah hubungan singkat antar plat.

6.      Cara kerja baterai

Di dalam baterai ada beberapa sel listrik, dan sel listrik tersebut menjadi tempat menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Elektroda-elektroda yang tersimpan di dalam baterai ada yang negatif ada pula yang positif. Elektroda negatif disebut katoda, yang memiliki fungsi sebagai pemberi elektron. Sedangkan elektroda positif, disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron.

Ada aliran arus #listrik yang mengalir dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan elektron akan mengalir dari kutub negatif menuju kutub positif.

Di dalam baterai sendiri, terjadi sebuah reaksi kimia yang menghasilkan elektron. Kecepatan dari proses ini (elektron, sebagai hasil dari elektrokimia) mengontrol seberapa banyak elektron dapat mengalir diantara kedua kutub. Elektron mengalir dari baterai ke kabel dan tentunya bergerak dari kutun negatif ke lutub positif tempat dimana reaksi kimia tersebutr sedang berlangsung.

Dan inilah alasan mengapa baterai bisa bertahan selama satu tahun dan masih memiliki sedikit power, selama tidak terjadi reaksi kimia atau selama kita tidak menghubungkannya dengan kabel atau sejenis Load lain. Seketika kita menghubungkannya dengan kabel maka reaksi kimia pun dimulai.

Lalu bagaimana komponen-komponen tersebut bisa menghasilkan aliran listrik? Begini, anoda dan katoda terbuat dari bahan yang dapat bereaksi dengan bahan elektrolitnya. Saat anoda dan elektrolit bereaksi, terbentuklah satu senyawa baru yang menyisakan satu elektron. Sebaliknya, reaksi antara katoda dan elektrolit membutuhkan satu elektron.

Jadilah sisa elektron dari reaksi anoda dan elektrolit tadi dikirimkan ke katoda agar katoda dapat bereaksi dengan elektrolit. Perpindahan elektron inilah yang dapat menimbulkan aliran listrik dari sebuah baterai.

           

7.      Analisa kemampuan kerja baterai (Kapasitas baterai)

Besaran untuk menyatakan jumlah muatan listrik yang terkandung dalam baterai disebut kapasitas. Hal ini juga menentukan besar kecilnya ukuran suatu baterai.

Kapasitas baterai tergantung pada : massa aktip dalam plat – plat baterai, jumlah elemen – elemen , Luas penampang pelat baterai yang terendam dalam elektrolit baterai.

Kapasitas               = Ampere x Jam ( AH )

Disingkat Q           = J x t

Dimana:     Q = Kapasitas (J x t)

I = Arus pemakaian

T = Waktu

Kapasitas spesifik

Menurut DIN (Deutsche Industrie Norm), kapasitas spesifik ditentukan oleh besarnya arus pemakai selama 20 jam (10 jam) sehingga tegangan sel turun menjadi 1,75 volt.

Berat jenis elektrolit Berat jenis elektrolit ( ρ ) dapat dijadikan petunjuk untuk mengetahui kondisi isian baterai. Sebagai alat pengukur berat jenis ini digunakan hidrometer.

Jika dari hasil pengontrolan berat jenis antara sel yang satu dan yang lain terdapat perbedaan lebih dari 0,025 Kg/I, maka hal itu disebabkan ketidak-samaan tinggi elektrolitnya lagi.

Jika berat jenisnya terlalu rendah, maka telah terjadi hubungan singkat atau baterai sudah tua atau terlalu kehabisan arus.

Semakin lama baterai dipakai, semakin banyak kandungan air di dalam elektrolitnya, akibatnya semakin kecil / rendah berat jenis elektrolit tersebut.

Bila ketinggian elektrolit pada tandanya terlalu rendah, maka baterai harus ditambah dengan air suling.

Pengukuran dengan hydrometer

Kondisi isian baterai Penuh Sedang Kosong

B. J. Elektrolit ( < = Kg/I ) 1,26 – 1,28 1,24 – 1,25 1,08 – 1,1

Tegangan sel 2,12 1,75

8.      Analisa kerusakan baterai

Kerusakan sel akibat pensulfatan

Jika baterai dibiarkan terlalu lama tanpa diisi, maka akan terbentuk kristal – kristal sulfat yang halus. Tapi karena elektrolit tidak dapat menguap, maka barulah kristal – kristal itu berubah menjadi kristal timbel sulfat yang kasar. Kejadian yang demikian disebut pensulfatan.

Pensulfatan bisa menyebabkan pertambahan tahanan dalam dan akan menghalang – halangi reaksi kimia dalam baterai. Jika dalam keadaan pensulfatan ini baterai diisi dengan arus, maka baterai menjadi panas dan tegangan tiba – tiba naik secara tajam

9.      Pemeriksaan kondisi fisik baterai

a.       Periksa kondisi kotak baterai

b.      Periksa kondisi terminal baterai

10.  Pemeriksaan tegangan baterai

11.  Pemeriksaan arus baterai

12.  Pemeriksaan daya baterai

13.  Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai

Periksa ketinggian elektrolit baterai

Ukur berat jenis menggunakan Hydrometer