Memahami Fungsi dan konstruksi Baterai

Sebuah baterai adalah alat yang menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia dan dapat diubah kembali menjadi energi listrik untuk menyuplai sistem kelistrikan mesin yang meliputi rangkaian starting, pengisian, dan rangkaian asksesoris.

Arus baterai dihasilkan oleh reaksi kimia antara bahan aktif pada pelat baterai dan asam sulfat yang terdapat dalam larutan elektrolit. Baterai adalah penstabil tegangan bagi sistem serta bertindak sebagai akumulator atau penyimpan energi.

Setelah satu periode penggunaan, baterai akan mengalami pengosongan dan tidak lagi menghasilkan aliran arus. Baterai dapat diisi kembali dengan arus searah yang diberikan dalam arah yang berlawanan dengan arah arus yang keluar dari baterai pada saat penggunaan. Dalam operasi yang normal, baterai selau diisi oleh alternator.

Fungsi Baterai

Baterai dapat dikatakan bekerja dengan baik, jika mampu :

  • Menyuplai tenaga listrik untuk menghidupkan engine.
  • Mensuplai tenaga listrik untuk aksesoris jika beban listrik melampaui keluaran yang dapat disuplai oleh sistem pengisian (Charging System)..
  • Menstabilkan tegangan dalam sistem selama bekerja.

KONSTRUKSI BATERAI

Pelat-pelat negatif dan positif

Baterai dibuat dari sejumlah elemen terpisah yang disatukan pada kotak karet keras atau plastik. Komponen dasar dari tiap sel adalah pelat positif dan negatif, seperti yang digambarkan pada gambar 1. Pelat negatif dilapisi dengan timbal, berwarna kelabu. Sementara pelat positif dilapisi dengan timbal peroksida yang berwarna coklat. Beberapa pelat positif dan beberapa pelat negatif dihubungkan menjadi kelompok-kelompok  pelat. Pada beberapa baterai, dalam kelompok pelat negatif selalu terdapat lebih banyak satu pelat daripada pelat positif dalam kelompok pelat positif, yang memungkinkan pelat negatif membentuk dua pembatas bagian luar ketika kelompok-keompok pelat ini saling dihubungkan. Namun pada beberapa baterai yang lain ada yang memiliki jumlah pelat positif dan negatif yang sama.

Sel baterai

Setiap kelompok pelat dijaga tetap terpisah dengan pelat tetangganya oleh pemisah atau separator. Separator dirancang selain untuk menjaga pelat-pelat tetap terpisah, juga dibuat berpori-pori sehingga larutan elektrolit dapat bersirkulasi diantara pelat-pelat. Separator terbuat dari berbagai macam bahan, seperti plastik, karet dan fiberglass.

Pada saat pembuatan, elemen-elemen ditempatkan pada bagian terpisah dalam kotak baterai. Setiap kompartemen membentuk sebuah sel. Bagian atas kotak ditutup oleh sebuah pembungkus yang disegel ke kotak baterai.

Setiap sel adalah satu bagian yang terpisah, namun setiap sel ini terhubung satu dengan lainnya secara listrik (Gambar 3). Sel-sel tersebut dihubungkan secara seri di dalam baterai, dengan terminal positif sel dihubungkan ke terminal negatif pada sel yang berseberangan. Sel yang terletak diujung menjadi terminal utama baterai (kutub). Dengan rangkaian seri, maka tegangan setiap sel dijumlahkan. Setiap sel menghasilkan kira-kira 2.2 Volt, jadi jika terdapat enam sel yang dihubungkan bersama secara seri, maka baterai akan menghasilkan sekitar 13.2 Volt.

Tutup Ventilasi

Tutup ventilasi (plug) terletak di setiap penutup sel. Beberapa baterai memiliki tutup ventilasi tersendiri untuk setiap sel, sedangkan yang lain memiliki unit yang berkelompok yang menghubungkan tiga ventilasi sel bersama pada satu unit. Tutup ventilasi yang memiliki lubang-lubang keluar, berfungsi sebagai tempat untuk memeriksa ketinggian elektrolit serta sebagai tempat untuk melakukan penambahan elektrolit atau air. Lubang-lubang keluar berfungsi sebagai tempat keluarnya gas-gas yang terbentuk selama proses pengisian baterai.

Elektrolit

Larutan elektrolit adalah semua larutan yang dapat menghantarkan listrik. Pada baterai asam timbal, larutan elektrolit berfungsi untuk membuat proses galvanisasi atau reaksi kimia dapat terjadi. Larutan elektrolit pada baterai yang terisi penuh adalah larutan pekat asam sulfur (H2SO4) dicampur Air (H2O). Campuran yang tepat kira-kira 36% Asam Sulfur dan 64% Air. Untuk mengetahui berapa besar muatan listrik yang tersimpan dalam baterai maka kita perlu memahami besaran yang disebut specific gravity (SG). Specific gravity adalah perbandingan antara berat suatu zat dengan berat air murni. SG larutan elektrolit yang tepat dapat dilihat pada gambar 5, yaitu jika air memiliki specific gravity 1.00 dan persentasinya 64%, sedangkan asam sulfur dengan specific gravity 1.834 dengan konsentrasi sebesar 36% maka SG keseluruhan campuran elektrolit adalah 1.265. Proporsi asam dengan air tidak boleh dipertukarkan. Ketika sebuah baterai baru diaktifkan, campuran awal elekrolit dimasukkan ke dalam sel baterai. Larutan elektrolit pada baterai asam timbal bersifat konduktif (dapat menghantarkan listrik) dan reaktif (dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia).

PERINGATAN

Penanganan Elektrolit

Larutan elektrolit baterai adalah larutan asam sulfur dan air yang dapat menghancurkan pakaian dan menghanguskan kulit. Sangat berhati-hatilah jika menangani larutan elektrolit dan pastikan larutan penetral asam, seperti baking soda atau amonia yang dicampur dengan air telah tersedia.

Penanganan Baterai

  • Selalu gunakan alat pelindung mata, wajah dan tangan yang sesuai.
  • Jika lautan elektrolit terpercik ke mata, segera paksakan mata terbuka dan basuh dengan air bersih yang dingin sedikitnya 15 menit. Segera cari perawatan medis.
  • Jika larutan elektrolit tertelan, segera minum air atau susu dalam jumlah yang banyak.

JANGAN paksa memuntahkan. Segera cari perawatan medis.

  • Netralkan larutan elektrolit yang tercecer pada kendaraan atau di tempat kerja. Setelah menetralkan, cuci daerah yang terkontaminasi dengan air bersih.

Persiapan Larutan Elektrolit

Untuk mempersiapkan larutan elektrolit dengan spesific gravity tertentu, campurkan konsentrat asam secara perlahan ke dalam air. JANGAN langsung menuangkankan air ke dalam asam karena akan cenderung membuat larutan menyembur. Aduk air ketika menambahkan sebagian kecil asam. Jika panas terbentuk, biarkan larutan mendingin sebelum melanjutkan penambahan.

Air dalam baterai

Tambahkan air murni atau air suling kedalam baterai karena adanya pembentukan gas didalam baterai akan mengurangi jumlah air tersebut. Air murni atau air suling tidak menghantarkan listrik. Konduktifitas air tergantung pada kandungan partikel padat yang terlarut (TDS = Total Dissolved Solid) atau mineral. Mineral bersifat konduktif. Mengunakan air biasa untuk ditambahkan pada larutan elektrolit dalam jangka panjang dapat menyebabkan sel baterai terhubung singkat. Reaksi kimia pada baterai selama pengosongan mengurangi perbandingan antara asam sulfur terhadap air sehingga mengurangi kepadatan atau specific gravity dari larutan.

Terminal Baterai

Baterai memiliki kutub-kutub atau terminal-terminal positif negatif. Kutub positif lebih besar dan berguna untuk mencegah baterai disambung dengan polaritas yang terbalik. Terminal positif memiliki tanda “+” di atasnya dan terminal negatif memiliki tanda “-“di atasnya. Tanda lain yang dapat dikenali pada atau dekat terminal-terminal tersebut adalah tulisan “POS” dan “NEG” atau gelang plastik berwarna yang dipasang pada terminal- terminal, merah untuk positif dan hitam untuk negatif.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d bloggers like this: