Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik. Fungsi baterai adalah sebagai penyedia listrik pada sistem kelistrikan pada kendaraan.
Konstruksi
Berdasarkan konstruksi baterai dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
1.Konstruksi Comound
Baterai ini sel-selnya berdiri sendiri-sendiri dan antara sel yang satu dengan yang lain dihubungkan dengan lead bar (connector) diluar case.
2.Konstruksi Solid
Baterai ini antara sel yang satu dengan yang lain dihubungkan dengan lead bar di dalam case. Terminal yang kelihatan hanya dua buah hasil hubungan seri dari sel-selnya.
Tipe Baterai
Ada 2 macam tipe baterai yaitu :
1.Baterai Tipe Basah (Wet Type)
Baterai tipe basah (wet type) terdiri dari elemen-elemen yang telah diisi penuh dengan muatan listrik (full charged) dan dalam penyimpanannya telah diisi dengan elektrolit. Baterai ini tidak bisa dipertahankan tetap dalam kondisi full charge. Sehingga harus diisi (charge) secara periodik.
Selama baterai tidak digunakan dalam penyimpanan, akan terjadi reaksi kimia secara lambat yang menyebabkan berkurangnya kapasitas baterai. Reaksi ini disebut “self Discharge”.
2.Baterai Tipe kering (Dry Type)
Baterai tipe kering (Dry Type) terdiri dari plat-plat (positip & negatip) yang telah diisi penuh dengan muatan listrik, tetapi dalam penyimpanannya tidak diisi dengan elektrolit. Jadi keluar pabrik dalam kondisi kering. Pada dasarnya baterai ini sama seperti dengan baterai tipe basah. Elemen-elemen bateraij ini diisi secara khusus dengan cara memberikan arus DC pada plat yang direndamkan ke dalam larutan elektrolit lemah. Setelah plat-plat itu terisi penuh dengan muatan listrik, kemudian diangkat dari larutan elektrolit lalu dicuci dengan air dan dikeringkan. Kemudian plat-plat tersebut dirangkai dalam case baterai. Sehingga biala baterai tersebut akan dipakai, cukup diisi elektrolit dan langsung bisa digunakan tanpa discharge kembali.
Vent plug
Vent plug terdapat pada tutup disetiap sel. Fungsinya adalah untuk mencegah masuknya debu dan kotoran kedalam sel. Fungsi yang lebih penting lagi adalah agar tersedia saluran (lubang). Untuk membebaskan gas dan kemungkinan terbentuknya lagi asam sulfat yang terkandung di dalam uap asam yang terbentuk pada saat pengisian baterai.
Plat Positip Dan Plat Negatip
1.Plat Positip
Plat positip terbuat dari material PbO2 (lead peroxide) yang berwarna coklat tua
2.Plat Negatip
Plat negatip terbuat dari material Pb (spongy lead) yang berwarna kelabu.
Untuk mencegah plat positip dan plat negatip bersinggungan, dipasang separator, yang terbuat dari polyvynil chloride (PVC) yang berpori-pori.
Elektrolit (H2SO4)
Standard berat jenis (specific gravity) elektrolit baterai pada temperatur standart (20 derajat celcius) adalah 1.280. Apabila temperatur larutan elektrolit berubah, maka standart berat jenis elektrolit baterai dapat dicari dengan rumus :
S 20 = St + 0,0007 (t – 20)
Dimana :S20 = Berat jenis pada temperatur 20 derajat celcius
St= Berat jenis pada temperature pengukuran
t= Temperatur elektrolit
Berat jenis elektrolit akan turun pada saat baterai dipakai (discharge). Pada kondisi standart (20 derajat celcius), bila berat jenis elektrolit turun mencapai 1.200, maka baterai harus diisi kembali (charging). Bila jumlah elektrolit di dalam baterai berkurang, maka harus ditambah dengan air aki (air suling).
Perubahan berat jenis elektrolit tergantung oleh :
- - Discharge rate.
- - Charge rate.
- - Temperature.
- - Jumlah dari asam sulfat yang terkandung dalam elektrolit.
Larutan elektrolit dapat membeku pada temperature tertentu. Oleh karena itu kalau menyimpan baterai boleh ditempat sedingin mungkin asalkan tidak sampai larutan elektronitnya membeku.
Reaksi Kimia
Baterai pada saat discharging maupun recharging akan terjadi reaksi kimia
Reaksi Kimia Pada Saat Discharging
Yang dimaksud discharging adalah penggunaan isi (kapasitas) baterai.Reaksi kimia yang terjadi ialah :
Pb O2 + 2 H2 SO4Pb SO4 + 2 H2 O + Pb SO4
Pada ahir discharging, plat positip dan plat negatip akan menjadi Pb SO4 dan elektrolitnya akan menjadi H2 O.
Reaksi Kimia Pada Saat Recharging
Recharging adalah proses pengisian baterai. Reaksi kimia yang terjadi ialah :
Pb SO4 + 2 H2 O + Pb SO4Pb O2 + 2 H2 SO4
Ahir dari proses recharging ini, plat positip kembali menjadi Pb O2 dan plat negatipnya Pb, sedangkan elektrolit kembali terbentuk menjadi H2 SO4.
Larutan Elektrolit
Hasil campuran 36 % Asam Sulfat dan 64 % air akan menghasilkan elektrolit yang berat jenisnya 1.270 pada 80 derajat F (27 derajat C). Larutan elektrolit ini terdiri dari pencampuran antara Asam Sulfat (H2SO4) yang berat jenisnya 1.835 dan air (H2O) yang berat jenisnya 1 dengan komposisi tertentu.
Terminal Voltage
Terminal voltage adalah batas tegangan baterai yang diijinkan pada saat discharging dan recharging.
a.Saat Discharging
Ketika baterai dipakai dengan arus besar, sebagia contoh digunakan untuk memutar engine waktu start, maka tahanan dalam baterai akan naik. Hal ini tidak hanya disebabkan berkurangnya asam sulfat (yang semestinya untuk mempertahankan kecepatan reaksi kimia antara plat-plat dan elektrolit), tetapi juga akibat polarisasi baterai itu.
b.Saat Recharging
Pada saat recharging ( arus pengisian kurang lebih seper sepuluh dari arus discharging rata-rata ) maka akan menghasilkan naiknya perbedaan potensial antara positip dan negatip. Pada saat recharging tersebut, akan timbul gelembung-gelembung karena peristiwa elektrolisa (penguraian) H2O. Gelembung-gelembung tersebut dapat menyebabkan umur baterai pendek. Oleh karena itu, ketika recharging apabila sudah mencapai terminal voltage, maka recharging dihentikan.
Self Discharge
Suatu baterai yang telah diisi elektrolit, jika didiamkan (tidak dipakai) akan kehilangan muatan listriknya. Hal ini disebabkan, setelah baterai diisi elektrolit, maka baterai mulai mengalami suatu reaksi kimia, meskipun baterai tersebut dipakai atau tidak. Sifat seperti ini tidak dapat dihindarkan pada semua baterai. Kehilangan muatan listrik yang tersimpan tanpa pemakaian melalui rangakaian luar disebut “Self Discharge”
Sebab-sebab self discharge sebagai berikut :
1.Plat negatip beraksi langsung dengan asam sulfat dari elektrolit membentuk timbal sulfat (Pb SO4)
2.Hubungan singkat antara plat positip dan plat negatip melalui endapan dari material aktif
3.Jika suhu dan konsentrasi elektrolit tidak merata disekitar plat positip dan negatip akan terjadi reaksi elektrokimia local.
Hal-hal seperti di atas ini yang menyebabkan muatan baterai akan berkurang meskipun tidak dipakai.
Reaksi kimia yang terjadi dalam baterai akan lebih cepat dengan kenaikan suhu elektrolit. Hal ini juga berarti “Self Discharge” akan bertambah cepat jika suhu lebih tinggi. Jadi penyimpanan baterai pada suhu rendah lebih efektif dalam memperkecil kecepatan “Self Discharge”.
Faktor lain yang mempercepat “Self Discharge” adalah bila elektrolit atau air suling yang diisikan ke dalam baterai mengandung material-material yang tidak diinginkan, karena akan menimbulkan reaksi local.
Kapasitas Baterai
Kapasitas baterai adalah jumlah listrik yang dapat dihasilkan dengan melepaskan arus tetap, sampai dicapai voltage ahir. Besarnya ditentukan dengan mengalikan besar arus pelepasan dengan waktu pelepasan dan dinyatakan dalam AH (Ampere Hour).
Jadi untuk menyatakan kapasitas baterai, perlu ditentukan laju arus pelepasan. Karena kapasitas baterai tergantung dari kuat arus pelepasan.
Misalnya suatu baterai mempunyai kapasitas 100 AH untuk laju arus 20 jam. Ini berarti baterai tersebut sanggup melepaskan muatan sebesar 5 ampere selama 20 jam. Tapi tidak berarti mampu melepaskan muatan sebesar 10 ampere selama 10 jam. Jadi jika ingin membandingkan kapasitas baterai perlu disamakan dahulu laju arus pelepasan muatan listriknya.
Pengetesan Baterai
Kondisi dari sebuah baterai ditunjukan oleh berat jenis larutan elektronitnya. Salah satu cara yang paling sederhana dan lebih dipercaya adalah dengan mengukur berat jenis dari larutan elektrolit. Alat untuk mengukur berat jenis elektrolit disebut “Hydrometer” dan dilengkapi dengan thermometer untuk mengetahui temperatur elektrolit.
Hydrometer dikalibrasi untuk mengukur berat jenis elektrolit pada temperature standar (JIS) 20 derajat celcius (68 derajat F). Untuk menentukan pembacaan berat jenis yang benar adalah sebagi berikut :
-Bila suhu di atas 20 derajat C (68 derajat F), ditambah 0,0007 tiap kenaikan 1 derajat C.
-Bila suhu di bawah 20 derajat C (68 derajat F), dikurangi 0,0007 tiap penurunan 1 derajat C.
Sebagai contoh, pada suhu 49 derajat C didapatkan pembacaan berat jenis elektrolit 1,2597. Dimana pengukuran ini suhu elektrolitnya 29 derajat celcius di atas standar yang ditetapkan yaitu 20 derajat JIS. Sehingga pembacaan berat jenis yang sebenarnya dihitung dengan rumus sebagai berikut :
S20 = St + 0,0007 (t – 20)
= 1.2597 + 0,0007 (49 – 20)
= 1,2597 + 0,0203
= 1,28
Jadi pembacaan yang benar setelah dikoreksi dengan temperature adalah 1,28
Perawatan Baterai
Berikut ini beberapa tips untuk merawat baterai mobil :
1.Memeriksa secara berkala kondisi air aki (bila Anda memakai aki basah). Jika indikatornya menyatakan kekurangan air, Segera tambahkan air aki sesuai dengan takarannya, sebelum mobil dihidupkan di pagi hari. Mestinya air aki selalu terjaga di antara tanda low level dan upper level (biasa tertera pada sisi aki). Bila berada di bawah low level segera tambahkan, maksimal pada garis upper level. Karena, air aki berfungsi untuk membantu mendinginkan sel-sel aki. Bila air aki berkurang, sel-sel di dalam aki bisa menjadi berubah bentuk (melengkung).
2.Setelah diisi dengan air khusus pengisi aki, diamkan beberapa saat, baru nyalakan mobil Anda.
3.Secara berkala juga harap memeriksa terminal di aki (positif maupun negatif). Cek apakah terjadi korosi atau tidak. Korosi dapat dibersihkan dengan menyiramkan air panas pada kedua terminalnya.
4.Jika hendak mematikan mobil, harap matikan dahulu komponen-komponen kelistrikannya, misalnya lampu luar, AC, radio/tape, CD, charger handphone, dan lainnya.
5.Jika mobil tidak akan digunakan dalam jangka waktu yang lama, copot terminal negatif pada aki Anda. Kepala aki yang dicopot tersebut agar dibungkus dengan kain, untuk menjaga agar terminal negatif tersebut tidak bersentuhan dengan body mobil.
6.Tiap 3 bulan sekali, jika Anda berkunjung ke bengkel, mohon agar dicek kondisi pengisian kelistrikan mobil tersebut.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat penyimpanan baterai :
1.Baterai yang tidak dipakai harus disimpan di tempat yang kering, sejuk dan tidak kena sinar matahari langsung, karena bias mempercepat reaksi kimia (self discharge)
2.Baterai yang diterima lebih dahulu sebaiknya didahulukan pemakaiannya.
3.Untuk baterai tipe basah, perlu adanya pengisian secara periodi, yaitu minimal 1 bulan sekali, untuk menjaga baterai tetap full charge dan tidak cepat rusak.
Peringatan Keselamatan:
Asam Sulfat sangat berbahaya, dapat menyebabkan kulit dan mata teriritasi dan terbakar. Asam Sulfat juga dapat menyebabkan ledakan pada beberapa kasus.
Saat bekerja dengan Aki dan Elektrolit, lindungi diri Anda dengan kaca mata pelindung, dan pelindung wajah. Pakailah bahan garmen untuk melindungi wajah, tangan dan tubuh Anda.
Selain hal-hal di atas, perhatikan dengan tindakan-tindakan pencegahan di bawah ini:
- Selalu bekerja di udara terbuka atau tempat yang mempunyai ventilasi besar pada saat Anda bekerja dengan Aki.
- Pastikan tempat sekitar Anda bebas dari sumber api ataupun percikan api, bahkan rokok. Sumber Api dapat menyebabkan Aki meledak.
- Selalu pastikan tutup pengisian Elektrolit tertutup erat dan tepat.
- Jauhkan dari jangkauan anak-anak.
- Selalu putuskan hubungan kabel negatif terlebih dahulu pada saat pelepasan Aki, dan menghubungkannya paling akhir pada saat pemasangan Aki.
- Jangan pernah bersentuhan dengan Aki pada saat pengisian aliran listrik (charging), pengetesan, atau penyetruman mesin.
- Matikan semua kelistrikan sebelum memutuskan koneksi arus listrik.
- Sebelum menggunakan alat yang dapat menghantarkan listrik (konduktor), pindahkan barang-barang yang mengandung metal yang ada pada tangan ataupun lengan (jam tangan).
Sumber referensi
-http://www.inverterplus.com/2010/04/tips-merawat-aki-mobil.html
-Majalah techno info edisi mei 2009
-http://www.indobatt.com/in/smart.php
-http://www.gs.astra.co.id/ina/library/5konstruksiaki.htm
-http://laurensiussteven.blog.friendster.com/tag/baterai/
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
