makalah tentang baterai

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Di era yang penuh teknologi seperti sekarang ini, banyak sekali hal-hal baru ataupun hasil dari produk teknologi yang sering bahkan wajib kita gunakan untuk menunjang aktivitas kita. Salah satunya adalah alat-alat kelistrikan, alat-alat ini secara langsung ataupun tidak langsung dapat memberikan pengaruh positif yang sangat besar dalam memaksimalkan dan merealisasikan tujuan dari kegiatan kita, alasan efisiensi waktu adalah tajuk utama mengapa alat-alat kelistrikan digunakan.

Dari banyak alat-alat kelistrikan tersebut, penggunaan dan pemanfaatan baterai tidak mungkin dilepaskan dari aktivitas manusia di era sekarang ini, handphone, laptop, bahkan televisi sekalipun tidak mungkin terlepas dari peran sebuah baterai. Tapi, apakah kita semua tahu, bagaimana baterai itu bekerja, komponenen apasaja yang terdapat dalam baterai itu sendiri, tentu pemahaman dan informasi tentang baterai masih banyak diantara kita yang belum memahami.

Oleh karena alasan tersebut, maka dalam penulisan makalah ini, penulias akan mengangkat judul yakni “ Cara Kerja dan Komponen-Komponen yang Terdapat dalam Baterai”.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan baterai?

2.      Komponen apa saja yang terdapat dalam baterai?

3.      Apa saja jenis-jenis dari baterai?

4.      Bagaimana prinsip kerja dari baterai?

C.     Tujuan

            Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memberi pengetahuan mengenai defenisi baterai, komponen yang terdapat dalam baterai, jenis-jenis baterai, serta penggunaan baterai bagi kehidupan sehari-hari, serta cara kerja baterai

D.     Batasan Masalah

            Dari identifikasi masalah yang terpapar di atas diperoleh gambaran dimensi permasalahan yang begitu luas. Namun menyadari adanya keterbatasan waktu dan kemampuan, maka penulis memandang perlu memberi batasan masalah secara jelas dan terfokus. Selanjutnya masalah yang menjadi objek penelitian dibatasi hanya pengertian baterai, komponen penyusunnya, jenis-jenis baterai, reaksi yang berlangsung pada baterai, dan penggunaan baterai dalam kehidupan sehari hari

BAB II

KOMPONEN-KOMPONEN DAN CARA KERJA BATERAI

A.    Pengertian Baterai

            Baterai adalah alat elektro kimia yang dibuat untuk mensuplai listrik ke sistem starter mesin, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang dikeluarkannya bila dierlukan dan mensuplainya ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Karena di dalam proses baterai kehilangan energi kimia, maka alternator mensuplainya kembali ke dalam baterai (yang disebut pengisian). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Siklus pengisian dan pengeluaran ini terjadi berulang kali dan terus menerus.

B.     Komponen Baterai

            Di dalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dibuat dari timah atau berasa dari timah. Karena itu baterai tipe ini sering disebut baterai timah. Ruangan dalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya 6 sel, untuk baterai mobil) dan di dalam masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam dalam elektrolit.

1.        Elemen Baterai

Antara plat-plat positif dan plat-plat negatif masing-masing dihubungkan oleh plate strap (pengikat plat) terpisah. Ikatan plat-plat positif dan negatif ini dipasangkan secara berselang-seling yang dibatasi oleh separator dan fiberglass. Jadi satu kesatuan dari plat, separator dan fiberglass disebut elemen baterai. Penyusunan plat-plat seperti ini tujuannya memperbesar luas singgungan antara bahan aktif dan elektrolit, agar listrik yang dihasilkan besar. Dengan kata lain kapasitas baterai menjadi besar.

Gaya elektromotif (EMP) yang dihasilkan satu sel kira-kira 2,1 V, pada segala ukuran plat. Karena baterai mobil mempunyai 6 sel yang dihubungkan secara seri, EMP output yang dihasilkan ialah kira-kira 12 Volt.

2.      Elektrolit

Elektrolit baterai ialah arutan asam sulfat dengan air sulingan. Berat jenis elektrolit pada baterai saat ini dalam keadaan pnuh ialah 1,260 atau 1,280 (pada temperatur 20° C). Perbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan dengan asam sulfat pada masing-masing tipe berbeda. Elektrolit yang berat jenisnya 1,260 mengandung 65% air sulingan dan 35% asam sulfat, sedangkan elektrolit yang berat jenisnya 1,380 mengandung 63% air sulingan dan 37% asam sulfat.

Elektolit baterai adalah asam yang kuat, sehingga dapat membakar kulit, mata dan merusak pakaian. Bila elektrolit mengenai kulit atau pakaian, basuhlah segera dengan air, dan netralkan asam dengan campuran soda (sodium bicarbonate [NaHCO₃]) dan air. Bila asam mengenai mata, bilaslah dengan air beberapa menit, kemudian hubungilah dokter.

3.      Kotak Baterai

Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan dalamnya dibagi menjadi 6 ruangan atau sel. Pada kotak baterai terdapat garis tanda permukaan atas dan bawah (upper level dan lower level).

Plat-plat posisinya ditinggikan dari dasar dan diberi penyekat, tujuannya agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan aktif (timah dan lain-lain) terjatuh dari plat.

4.      Sumbat Ventilasi

Sumbat ventilasi adalah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Di samping itu untuk memisahkan gas hidrogen (yang terbentuk saat pengisian) dan uap asam sulfat di dalam baterai dengan cara membiarkan gas hidrogen keluar lewat lubang ventilasi sedangkan uap asam sulfat mengembun pada tepian ventilasi dan menetes kembali ke bawah.

C.   Jenis-Jenis Baterai

            1.NiCD (nickel-cadmium battery / Nicad )

Baterai NiCD

Baterai jenis ini merupakan generasi pertama. Berkapasitas besar, baterai ini cocok untuk ponsel lama yang bertenaga besar. Sesuai dengan ukuran dan kapasitasnya. Proses pengisian ulang pun cukup merepotkan, misalnya pengisian ulang harus dilakukan pada saat daya baterai benar-benar habis. Karena baterai NiCD memiliki memory effect, semakin lama kapasitasnya akan menurun jika pengisian belum benar-benar kosong.

Singkatan NiCad adalah merek dagang terdaftar dari SAFT Corporation, meski produk ini umumnya digunakan untuk menjelaskan seluruh baterai nikel-kadmium. Di sisi lain, singkatan NiCd berasal dari simbol kimia dari nikel (Ni) dan kadmium (Cd), oleh karena itu jangan menjadi bingung dengan rumus kimia .
Ada dua jenis baterai NiCd: disegel dan diberi ventilasi

          2.  NiMH (Nickel Metal Hydride)

Baterai NiMH

Generasi selanjutnya dari baterai adalah NiMH. Baterai isi ulang ini masih memiliki memory effect namun hanya bersifat sementara. Jadi lebih fleksibel dibanding dengan NiCD. Untuk pengisian ulang baterai ini tidak perlu menunggu benar-benar habis, namun dengan konsekuensi akan terasa cepat habis. Namun hal ini hanya berlangsung sementara, saat habis isi kembali dan kemampuannya akan kembali normal lagi.

pembuangan baterai NiMH yang tidak benar menimbulkan bahaya lingkungan kurang dari baterai NiCd karena tidak adanya kadmium .

         3.   Li-Ion ( Lithium Ion)

Baterai Li-Ion

Dibanding dengan 2 generasi sebelumnya, type ini tidak lagi memiliki memory effect. Jadi anda bisa mengisi ulang tanpa menunggu baterai habis. Baterai Li-Ion memiliki “life cycle” (siklus hidup) yang lebih pendek. Bahkan apabila dicharges berlebihan baterai lithium ion akan menurun kemampuannya dibanding NiCD atau NiMH.

Lithium-ion adalah salah satu jenis yang paling populer, dengan salah satu yang terbaik energy-to-weight ratios , tidak ada efek memori , dan lambat dalam penurunan daya jika tidak digunakan. Selain digunakan untuk peralatan elektronik, baterai lithium-ion yang semakin meningkat popularitasnya juga dipergunakan untuk pertahanan, otomotif, dan aplikasi ruang angkasa karena kepadatan energi yang tinggi. Namun, beberapa jenis perlakuan dapat menyebabkan baterai lithium-ion konvensional dapat meledak .

          4.Li-po (Lithium polymer)

Baterai Li-Po

Polimer ion baterai-Lithium, lithium ion polimer, atau lebih umum baterai lithium polymer (disingkat Li-poli, Li-Pol, LiPo, LIP, PLI atau LiP) adalah baterai isi ulang (baterai sel sekunder). Biasanya baterai ini terdiri dari beberapa sel sekunder yang identik di samping paralel untuk meningkatkan kemampuan debit saat ini.

Tipe ini telah berevolusi dari teknologi baterai lithium-ion . Perbedaan utama adalah bahwa lithium – salt elektrolit tidak ditempatkan dalam organic solvent tetapi dalam polimer padat komposit misalnya polietilen oxide atau polyacrylonitrile . Keuntungan dari polimer Li-ion atas desain lithium-ion berpotensi lebih rendah termasuk biaya pembuatan, kemampuan beradaptasi terhadap berbagai bentuk kemasan, dan kekasaran. Lithium-ion baterai polimer mulai muncul dalam peralatan elektronik konsumen sekitar tahun 1996.

ini generasi paling baru dari baterai isi ulang. Selain ramah lingkungan, keunggulannya diatas baterai Li-ion, untuk perawatan baterai Lithium Polymer, tak jauh berbeda dengan Lithium Ion. Namun penanganannya harus ekstra hati-hati mengingat sifatnya yang cukup “liquid” dengan tekanan cukup keras bisa menyebabkan bentuk baterai berubah.

Kelemahan Li-po justru mengharuskan kita mengisi ulang baterai jangan sampai menunggu ponsel mati dengan sendirinya. Atau sebisa mungkin ketika ponsel memberikan peringatan baterai lemah. Jika tidak, ponsel akan susah untuk diaktifkan karena baterai belum pulih

D.Prinsip Kerja Baterai

Baterai adalah suatu proses kimia listrik, dimana pada saat pengisian/cas/charge energi listrik diubah menjadi kimia dan saat pengeluaran/discharge energi kimia diubah menjadi energi listrik.

            Baterai (dalam hal ini adalah aki; aki mobil/motor/mainan) terdiri dari sel-sel dimana tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V, artinya aki mobil dan aki motor yang memiliki tegangan 12 V terdiri dari 6 sel yang dipasang secara seri (12 V = 6 x 2 V) sedangkan aki yang memiliki tegangan 6 V memiliki 3 sel yang dipasang secara seri (6 V = 3 x 2 V).


Baterai 12 Volt


Baterai 6 Volt

Antara satu sel dengan sel lainnya dipisahkan oleh dinding penyekat yang terdapat dalam bak baterai, artinya tiap ruang pada sel tidak berhubungan karena itu cairan elektrolit pada tiap sel juga tidak berhubungan (dinding pemisah antar sel tidak boleh ada yang bocor/merembes).

            Di dalam satu sel terdapat susunan pelat pelat yaitu beberapa pelat untuk kutub positif (antar pelat dipisahkan oleh kayu, ebonit atau plastik, tergantung teknologi yang digunakan) dan beberapa pelat untuk kutub negatif. Bahan aktif dari plat positif terbuat dari oksida timah coklat (PbO₂) sedangkan bahan aktif dari plat negatif ialah timah (Pb) berpori (seperti bunga karang).

Pelat-pelat tersebut terendam oleh cairan elektrolit yaitu asam sulfat (H₂SO₄).

Baterai merupakan alat yang merubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari satu atau lebih voltaic cell (tergantung besarnya voltase yang diinginkan contohnya baterai aki 6 Volt atau 12 Volt) . Masing-masing voltaic cell terdiri dari dua half cells yang dihubungkan secara seri oleh penghantar elektrolit. Satu half cells mempunyai elektroda positif (katoda) yang satunya elektroda negatif (atoda). Daya baterai di dapat dari reaksi reduksi dan oksidasi.

Reduksi terjadi pada di katoda dan oksidasi terjadi di katoda. Elektroda tersebut tidak bersentuhan dan arus listrik dihubungkan dengan elektrolit. Elektrolit dapat berupa cairan atau padat.

Untuk lebih penjelasan lebih detail tentang baterai (dalam hal ini adalah aki; aki mobil/motor/mainan yang memakai elektrolit cair) yang saya ambil dari iklanumum. Aki terdiri dari sel-sel dimana tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V, artinya aki mobil dan aki motor yang memiliki tegangan 12 V terdiri dari 6 sel yang dipasang secara seri (12 V = 6 x 2 V) sedangkan aki yang memiliki tegangan 6 V memiliki 3 sel yang dipasang secara seri (6 V = 3 x 2 V).Baterai 12 VoltBaterai 6 Volt.

Antara satu sel dengan sel lainnya dipisahkan oleh dinding penyekat yang terdapat dalam bak baterai, artinya tiap ruang pada sel tidak berhubungan karena itu cairan elektrolit pada tiap sel juga tidak berhubungan (dinding pemisah antar sel tidak boleh ada yang bocor/merembes).

Di dalam satu sel terdapat susunan pelat pelat yaitu beberapa pelat untuk kutub positif (antar pelat dipisahkan oleh kayu, ebonit atau plastik, tergantung teknologi yang digunakan) dan beberapa pelat untuk kutub negatif. Bahan aktif dari plat positif terbuat dari oksida timah coklat (PbO2) sedangkan bahan aktif dari plat negatif ialah timah (Pb) berpori (seperti bunga karang).Pelat-pelat tersebut terendam oleh cairan elektrolit yaitu asam sulfat (H2SO4).

Kalau sobat ingin tahu tentang bagaimana baterai aki menyuplai arus, menerima arus (mencas aki), dan lain-lain.

BAB III

KESIMPULAN

            Baterai adalah alat elektro kimia yang dibuat untuk mensuplai listrik ke sistem starter mesin, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen kelistrikan lainnya. Baterai terdiri dari beberapa komponen, yaitu : elemen baterai, elektrolit, kotak baterai, dan sumbat ventilasi.
baterai juga terdiri dari beberapa jenis, diantaranya :
1. NiCD (nickel-cadmium battery / Nicad )

2. NiMH (Nickel Metal Hydride)

3. Li-Ion ( Lithium Ion)

4. Li-po (Lithium polymer)

DAFTAR PUSTAKA

Kadarisman, pribadi Ir.Wahyudin sarimun N “current Transmorment (Trafo Arus),” PT.PLN (Persero) jasa pendidikan dan pelatihan.

Pribadi Kadarisman. 2001 . Koordinasi relai OCR dan GFR pada jaringan distribusi . Jakarta

Sears-Zemansky , College Physich , Add. Wesley

Tyler F , A Laboratory Manual of physich , Adward Arnold , 1967