Baterai

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Baterai adalah alat yang mampu menghasilkan energi listrik dengan menggunakan energi kimia. Baterai belumlah dikenal di zaman dahulu kala. Orang-orang bahkan belum mengenal listrik. Penerangan hanya bersumber dari api. Seiring dengan kemajuan zaman, orang-orang terus berpikir untuk menemukan kehidupan yang lebih efisien. Manusia terus melakukan penelitian-penelitian untuk menemukan suatu cara hidup yang lebih maju.

Berawal dari penemuan artifak kuno yang ternyata berupa baterai sederhana di Baghdad pada tahun 1930, membuat perhatian dunia tertuju pada berbagai penelitian untuk pengembangan baterai serta pembuatan baterai. Penemuan artifak di Baghdad tersebut menunjukkan bahwa awal mula ditemukannya baterai adalah di Baghdad di mana ilmuwan Islamlah yang mempunyai kontribusi terbesar pada sejarah awal perkembangan baterai. Namun, yang tercatat secara pasti dalam sejarah adalah yakni jenis-jenis baterai awal yang dibuat oleh manusia yakni sel Daniell, sel Leclanche, dan sel aki.

Pengetahuan tentang elektrokimia menjawab tantangan masalah ini yaitu tugas "menyimpan listrik agar bisa digunakan setiap waktu yang berbeda beda sesuai kebutuhan, serta dapat dipindah pindahkan. Alat penyimpan energi listrik itulah yang kemudian kita kenal dengan nama akumulator, accu, atau lebih sering disebut aki.

B. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan baterai (aki)?
2. Apa saja fungsi baterai (aki)?
3. Apa saja konstruksi baterai (aki)?
4. Apa saja bagian dari baterai (aki)?
5. Apa saja tipe dan jenis baterai (aki)?
6. Bagaimana prinsip kerja baterai (aki)?
7. Bagaimana cara merawat baterai (aki)?

C. Tujuan
1. Mengetahui definisi baterai (aki)
2. Mengetahui fungsi baterai (aki)
3. Mengetahui konstruksi baterai (aki)
4. Mengetahui bagian baterai (aki)
5. Mengetahui tipe dan jenis baterai (aki)
6. Mengetahui prinsip kerja baterai (aki)
7. Mengetahui cara merawat baterai (aki)

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sejarah Baterai

Lead-acid battery dikenal sebagai Accu / Aki, ditemukan pertama kali di dunia di tahun 1800 oleh Alessandro Volta yang dilahirkan di Como, Italia tahun 1745. Dengan susunan elemen pertama yang dibuatnya, yang disebut sebagai “voltaic pile” maka dengan begitu ditemukan pembangkit listrik yang praktis untuk pertama kali.

Berikutnya di tahun 1859, Raymond Gaston Plante ahli fisika Prancis yang dilahirkan di Orthez Prancis tahun 1834, menemukan lead-acid baterry yang dapat di charge berulang-ulang (recharge). Bekerja di Paris sebagai asisten dosen jurusan fisika, Plante mulai merancang sebuah baterai yang dapat menyimpan tenaga listrik yang dapat dipergunakan. Aki mobil yang dipergunakan sekarang aki temuan Gaston Plante.

Ditahun 1880 Emile Alphonse Faure mengembangkan proses pelapisan plat timah dengan pasta yang dari serbuk timah dan asam sulfat, ini merupakan terobosan besar yang menuntun langsung ke industri pembuatan Lead Acid Battery.

Pada tahun 1881, J.S Sellon, mengajukan paten dimana pasta dilapiskan pada plat yang berlubang, bukan pada plat tanpa lubang, yang dengan begitu pasta melekat lebih baik pada plat timah dibanding dengan temuan Faure, tapi Sellon masih menggunakan plat antimoni, pada tahun yang sama Volmar mengembangkan proses yang sama dengan Sellon tapi dengan menggunakan plat timah berkisi-kisi (grid).

Lead-acid battery berubah hanya sedikit saja sejak 1880, pada material kemasan dan sistem produksi, yang lebih meningkatkan daya simpan listriknya, memperpanjang umurnya dan lebih bisa diandalkan, tetapi prinsip kerja baterry sampai sekarang masih tetap sama dengan ketika pertama kali ditemukan.

B. Definisi Baterai

Baterai atau aki, atau bisa juga accu adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel.

C. Fungsi Baterai

Baterai atau aki pada mobil berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan lainnya.

D. Konstruksi Baterai

Berdasarkan konstruksi baterai dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

a. Konstruksi Comound
Baterai ini sel-selnya berdiri sendiri-sendiri dan antara sel yang satu dengan yang lain dihubungkan dengan lead bar (connector) diluar case.

b. 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.

E. Komponen Battery

a. Kotak Baterai
Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan didalamnya dibagi menjadi ruangan sesuai dengan jumlah selnya. Pada kotak baterai terdapat garis tanda upper level dan lower level , sebagai indicator jumlah elektrolit. Dibuat dari ebonit atau plastik, wadah untuk accu 6 volt terbagi atas 3 sel, dan untuk accu 12 volt terbagi atas 6 sel. Pada kotak baterai terdapat garis tanda permukaan atas dan bawah (Upper dan Lower). Pelat-pelat posisinya ditinggikan dari dasar dan diberi penyekat, tujuannya agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan aktif (timah dan lain-lain) terjatuh dari pelat. Tutup baterai dibuat dari bahan yang sama seperti bak/wadah.

b. Elektrolit Baterai
Elektrolit baterai merupakan campuran antara air suling (H2O) dengan asam sulfat (SO4), komposisi campuran adalah 64 % H2O dan dan 36 % SO4. Dari campuran tersebut diperoleh elektrolit baterai dengan berat jenis 1,270. Berat jenis elektrolit pada baterai saat ini dalam keadaan terisi penuh ialah 1,260 atau 1,280 (pada temperatur 200C). 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 1,280 mengandung 63% air sulingan dan 37% asam sulfat.
Pembetulan BJ = Harga pembacaan + 0,0007 x (Temp. elektrolit - 200C)

c. Sumbat Ventilasi
Sumbat ventilasi ialah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Sumbat ini juga berfungsi 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.

d. Plat Positif dan Plat Negatif
Plat positif dan negatif merupakan komponen utama suatu baterai. Kualitas plat sangat menentukan kualitas baterai tersebut, plat-plat tersebut terdiri dari paduan timbal-antimon, yang diisi dengan suatu bahan aktif. Bahan aktif pada pelat positif adalah Timbal Peroksida yang berwarna cokelat, sedang pada pelat negatif adalah spons-timbal yang berwarna abu-abu. Hal-hal yang perlu diketahu tentang plat yaitu:
- Plat positif terbuat dari lead peroxida
- Plat negatif terbuat dari spongy lead
- Biasanya plat negatif satu lebih banyak dari plat positif, meskipun beberapa baterai memiliki jumlah kedua plat yang sama.
- Plat pembatas, terbat dari bahan isolasi dipasang antara plat positif dan negatif
- Kemasan baterai dibuat dari bahan plastik atau bahan lain yang tahan terhadap asam.
- Cairan didalam baterai disebut sebagai elektrolit. Cairan mengandung kira-kira 60% air dan 40% asam sulfat.

e. Separator
Untuk memisahkan tiap-tiap sel (-) maupun sel (+).

f. Lapisan Serat Gelas (Fiber Glass)
Antara plat positif dan negatif disisipkan lembaran separator yang terbuat dari serat cellulosa yang diperkuat dengan resin. Lembaran lapisan serat gelas dipakai untuk melindungi bahan aktif dari pelat positif, karena timbal peroksida mempunyai daya kohesi yang lebih rendah dan mudah rontok jika dibandingkan dengan bahan aktif dari pelat negatif. Selain itu lapisan serat gelas juga berfungsi melindungi separator.

g. Penghubung Sel
Untuk menghubungkan tiap-tiap sel dari sel-sel baterai pada sel baterai (-) dan (+).Suatu baterai 12 volt mempunyai 6 sel, sedang baterai 6 volt mempunyai 3 sel. Sel merupakan unit dasar suatu baterai dan mempunyai voltase sebesar 2 volt. Penghubung sel ini terbuat dari paduan timbal-antimon. Ada dua cara menghubungkan sel-sel tersebut. Yang pertama dinding penyekat melalui atas dinding penyekat (Over The Partition) dan yang kedua melalui (Through The Partition). Terminal terdapat pada kedua sel ujung, satu bertanda positif (+) dan yang lain negatif (-). Melalui kedua terminal ini listrik dialirkan.

h. Sel Baterai
Untuk menambah daya baterai dalam satuan amphere.

F. Tipe Baterai

a. Tipe Basah (Wet Type)
Adalah accu yang paling banyak digunakan pada kendaraan hingga saat ini. Accu ini berisi air accu (cairan asam belerang / sulfuric acid). Pada accu basah, terdapat lubang dengan tutup yang dapat dibuka-tutup untuk menambah air accu. Air accu dapat berkurang saat accu digunakan. Hal ini terjadi karena reaksi kimia di dalam accu antara air accu dengan sel accu.

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”.

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 :
· Plat negatif beraksi langsung dengan asam sulfat dari elektrolit membentuk timbal sulfat (Pb SO4)
· Hubungan singkat antara plat positif dan plat negatif melalui endapan dari material aktif
· Jika suhu dan konsentrasi elektrolit tidak merata disekitar plat positif dan negatif 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.

b. Tipe Kering (Dry Type)

Baterai tipe kering (Dry Type) terdiri dari plat-plat (positif & negatif) 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.

Baterai kering terdiri atas suatu silinder seng sebagai anode dan batang karbon sebagai katode. Silinder diisi pasta yang terdiri atas campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), sedikit air, dan di tengah pasta itu diletakkan batang karbon.Karena karbon merupakan electrode inert (sukar bereaksi), pasta berfungsi sebagai oksidator (katode). Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

Anode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Katode : 2 MnO2(s) + 2 NH4- (aq) + 2e- → Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l)

Redoks : Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)

Selanjunya, Zn dan NH3membentuk ion kompleks [Zn(NH3)4]2+

Zn2+(aq) + 4 NH3(aq) → [Zn(NH3)4]2+(aq)

Potensial tiap baterai kering adalah 1,5 volt. Baterai kering jika sudah habis tidak dapat diisi ulang sehingga disebut sel primer. Untuk membuatnya tahan lama, maka NH4Cl digantidengan KOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

Anode :Zn(s) + 2 OH-(aq) → Zn(OH)2 + 2e-
Katode :2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2e‑ → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH-

Redoks :Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2 MnO(OH)(s)

G. Jenis Baterai

Aki terdiri dari beragam jenis , secara umum di pasaran kita mengenal dua jenis aki , aki basah dan aki kering, dan lebih detail lagi jenis-jenis aki sebagai berikut:
a. Aki basah konvensional
b. Aki hybrid
c. Aki kalsium
d. Aki bebas perawatan/maintenance free (MF)
e. Aki sealed

a. Aki Basah
Hingga saat ini aki yang populer digunakan adalah aki model basah yang berisi cairan asam sulfat (H2SO4). Ciri utamanya memiliki lubang dengan penutup yang berfungsi untuk menambah air aki saat ia kekurangan akibat penguapan saat terjadi reaksi kimia antara sel dan air aki . Sel-selnya menggunakan bahan timbal (Pb).
Kelemahan aki jenis ini adalah pemilik harus rajin memeriksa ketinggian level air aki secara rutin. Cairannya bersifat sangat korosif. Uap air aki mengandung hydrogen yang cukup rentan terbakar dan meledak jika terkena percikan api. Memiliki sifat self-discharge paling besar dibanding aki lain sehingga harus dilakukan penyetruman ulang saat ia didiamkan terlalu lama.

b. Accu Hybrid
Pada dasarnya aki hybrid tak jauh berbeda dengan aki basah. Bedanya terdapat pada material komponen sel aki . Pada aki hybrid selnya menggunakan low-antimonial pada sel (+) dan kalsium pada sel (-). Aki jenis ini memiliki performa dan sifat self-discharge yang lebih baik dari aki basah konvensional.

c. Accu Calcium
Kedua selnya, baik (+) maupun (-) mengunakan material kalsium. AKi jenis ini memiliki kemampuan lebih baik dibanding aki hybrid. Tingkat penguapannya pun lebih kecil dibanding aki basah konvensional.

d. Accu Bebas Perawatan/Maintenance Free (MF)
Aki jenis ini dikemas dalam desain khusus yang mampu menekan tingkat penguapan air aki . Uap aki yang terbentuk akan mengalami kondensasi sehingga dan kembali menjadi air murni yang menjaga level air aki selalu pada kondisi ideal sehingga tak lagi diperlukan pengisian air aki . Aki jenis ini biasanya terbuat dari basis jenis aki hybrid maupun aki kalsium.

e. Accu Sealed ( aki tertutup)
Aki jenis ini selnya terbuat dari bahan kalsium yang disekat oleh jaring berisi bahan elektrolit berbentuk gel/selai. Dikemas dalam wadah tertutup rapat. Aki jenis ini kerap dijuluki sebagai aki kering. Sifat elektrolitnya memiliki kecepatan penyimpanan listrik yang lebih baik.
Karena sel terbuat dari bahan kalsium, aki ini memiliki kemampuan penyimpanan listrik yang jauh lebih baik seperti pada aki jenis calsium pada umumnya. Pasalnya ia memiliki self-discharge yang sangat kecil sehingga aki sealed ini masih mampu melakukan start saat didiamkan dalam waktu cukup lama. Kemasannya yang tertutup rapat membuat aki jenis ini bebas ditempatkan dengan berbagai posisi tanpa khawatir tumpah. Namun karena wadahnya tertutup rapat pula aki seperti ini tidak tahan pada temperatur tinggi sehingga dibutuhkan penyekat panas tambahan jika ia diletakkan di ruang mesin.

H. Prinsip Kerja Baterai

Prinsip kerja battery secara umum adalah sebagai berikut:
1. Saat baterai mengeluarkan arus:
a. Oksigen (O) pada pelat positif terlepas karena bereaksi/bersenyawa/bergabung dengan hidrogen (H) pada cairan elektrolit yang secara perlahan-lahan keduanya bergabung/berubah menjadi air (H20).
b. Asam (SO4) pada cairan elektrolit bergabung dengan timah (Pb) di pelat positif maupun pelat negatif sehigga menempel dikedua pelat tersebut. Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi (tenaga baterai) habis alias dalam keadaan discharge.
Pada saat baterai dalam keadaan discharge maka hampir semua asam melekat pada pelat-pelat dalam sel sehingga cairan eletrolit konsentrasinya sangat rendah dan hampir melulu hanya terdiri dari air (H2O), akibatnya berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1 kg/dm3 dan ini mendekati berat jenis air yang 1 kg/dm3. Sedangkan baterai yang masih berkapasitas penuh berat jenisnya sekitar 1,285 kg/dm3. Nah, dengan perbedaan berat jenis inilah kapasitas isi baterai bisa diketahui apakah masih penuh atau sudah berkurang yaitu dengan menggunakan alat hidrometer. Hidrometer ini merupakan salah satu alat yang wajib ada di bengkel aki (bengkel yang menyediakan jasa setrum/cas aki). Selain itu pada saat baterai dalam keadaan discharge maka 85% cairan elektrolit terdiri dari air (H2O) dimana air ini bisa membeku, bak baterai pecah dan pelat-pelat menjadi rusak.

2. Saat baterai menerima arus
Baterai yang menerima arus adalah baterai yang sedang disetrum/dicas alias sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC, dimana kutup positif baterai dihubungkan dengan arus listrik positif dan kutub negatif dihubungkan dengan arus listrik negatif. Tegangan yang dialiri biasanya sama dengan tegangan total yang dimiliki baterai, artinya baterai 12 V dialiri tegangan 12 V DC, baterai 6 V dialiri tegangan 6 V DC, dan dua baterai 12 V yang dihubungkan secara seri dialiri tegangan 24 V DC (baterai yang duhubungkan seri total tegangannya adalah jumlah dari masing-maing tegangan baterai: Voltase1 + Voltase2 = Voltasetotal). Hal ini bisa ditemukan di bengkel aki dimana ada beberapa baterai yang duhubungkan secara seri dan semuanya disetrum sekaligus. Berapa kuat arus (ampere) yang harus dialiri bergantung juga dari kapasitas yang dimiliki baterai tersebut (penjelasan tentang ini bisa ditemukan di bagian bawah).
Konsekuensinya, proses penerimaan arus ini berlawanan dengan proses pengeluaran arus, yaitu :1. Oksigen (O) dalam air (H2O) terlepas karena bereaksi/bersenyawa/bergabung dengan timah (Pb) pada pelat positif dan secara perlahan-lahan kembali menjadi oksida timah colat (PbO2).2. Asam (SO4) yang menempel pada kedua pelat (pelat positif maupun negatif) terlepas dan bergabung dengan hidrogen (H) pada air (H2O) di dalam cairan elektrolit dan kembali terbentuk menjadi asam sulfat (H2SO4) sebagai cairan elektrolit. Akibatnya berat jenis cairan elektrolit bertambah menjadi sekitar 1,285 (pada baterai yang terisi penuh).

PERUBAHAN KIMIA SELAMA PENGISIAN DAN PEMAKAIAN




1. Perubahan Kimia pada saat Pelepasan Muatan Listrik
Aki memberikan aliran listrik jika dihubungkan dengan rangkaian luar misalnya, lampu, radio dan lain-lain. Aliran listrik ini terjadi karena reaksi kimia dari asam sulfat dengan kedua material aktif dari plat positif dan plat negatif. Pada saat pelepasan muatan listrik terus menerus, elektrolit akan bertambah encer dan reaksi kimia akan terus berlangsung sampai seluruh bahan aktif pada permukaan plat positif dan negatif berubah menjadi timbal sulfat. Jika Aki tidak dapat lagi memberi aliran listrik pada voltage tertentu, maka aki tersebut dalam keadaan lemah arus (soak).

2. Perubahan Kimia pada saat Pengisian Muatan Listrik
Pada proses pengisian muatan listrik, kembali terjadi proses reaksi kimia yang berlawanan dengan reaksi kimia pada saat pelepasan muatan. Timbal peroksida terbentuk pada plat positif dan timbal berpori terbentuk pada plat negatif, sedangkan berat jenis elektrolit akan naik, karena air digunakan untuk membentuk asam sulfat. Aki kembali dalam kondisi bermuatan penuh.

3. Penurunan Berat Jenis Accu Zuur selama Pelepasan Muatan Listrik
Berat jenis accu zuur akan turun sebanding dengan derajat pelepasan muatan, jadi jumlah energi listrik yang ada dapat ditentukan dengan mengukur berat jenis accu zuurnya, misalnya aki mempunyai berat jenis accu zuur 1.260 pada 20°C, bermuatan listrik penuh, setelah melepaskan muatan listrik berat jenisnya 1.200 pada 20°C, maka Aki masih mempunyai energi listrik sebesar 70%

4. Berat Jenis Accu Zuur Tergantung dari Suhu
Berat jenis accu zuur berubah tergantung dari temperaturnya, jadi pembacaan berat jenis pada skala hudrometer kurang tepat sebelum dilakukan koreksi suhu. Volume accu zuur bertambah jika dipanaskan dan turun jika dingin, sedang beratnya tetap. Jika Volume bertambah sedang beratnya tetap maka berat jenis akan turun. Berat jenis turun sebesar 0.0007 untuk kenaikan tiap derajat celcius dalam suhu batas normal Aki. Standar berat jenis menurut perjanjian adalah untuk suhu 20°C.

Rating Kapasitas Battery
Energi yang tersimpan dalam baterai harus cukup kuat untuk starter, untuk itu baterai harus terisi penuh. Kapasitas baterai menunjukkan jumlah listrik yang disimpan baterai yang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik. Kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran plat, jumlah plat, jumlah sel dan jumlah elektrolit baterai. Terdapat 3 ukuran yang sering menunjukkan kapasitas baterai, yaitu:

1. Cranking Current Ampere (CCA)
Kapasitas baterai tergantung pada bahan plat yang bersinggungan dengan larutan elektrolit, bukan hanya jumlah plat tetapi besar ukuran (luas permukaan singgung) pada plat yang akan menentukan kapasitasnya. The Internasional standard memberikan nilai untuk capasitas baterai dengan SAE Cranking Current atau Cold Cranking Current (CCA Cold Cranking Ampere). Nilai CCA dari suatu baterai adalah arus (dalam ampere) dari baterai yang diisi penuh sehingga dapat memberikan arus untuk 30 detik pada 18 derajat Celsius selama itu tetap menjaga tegangan setiap sel 1.2 volt atau lebih.

2. Reserve Capacity
Kapasitas layanan adalah banyaknya waktu dalam menit pada baterai yang diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 27 derajat Celsius setelah sistim pengisian dilepas. Tegangan tidak boleh turun dibawah 1.75 volt per sel (10.5 volt total untuk baterai 12 volt).

3. Ampere Hour
Kapasitas baterai adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan tegangan tiap sel dibawah 1.75 volt. Sebagai contoh: Sebuah Baterai yang secara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20 jam dinilai memiliki 60 AH. Rumus menentukan kapasitas baterai adalah:

AH = A (amper) x H (Jam)

JIS mendefinisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik yang dilepaskan sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10,5 V dalam 5 jam. Sebagai contoh baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatannya secara terus menerus 10 A selama 5 jam sampai mencapai tegangan pengeluaran akhir (10,5 V). Maka kapasitas baterai ialah 50 AH (10 x 5 jam) 1 Oc.

Kapasitas dan Pengetesan Baterai

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 Battery
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) 20oC (68oF). Untuk menentukan pembacaan berat jenis yang benar adalah sebagi berikut :

Bila suhu di atas 20oC (68oF), ditambah 0,0007 tiap kenaikan 1oC. - Bila suhu di bawah 20oC (68oF), dikurangi 0,0007 tiap penurunan 1oC.

Sebagai contoh, pada suhu 49oC didapatkan pembacaan berat jenis elektrolit 1,2597. Dimana pengukuran ini suhu elektrolitnya 29oCdi atas standar yang ditetapkan yaitu 20oJIS. 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

I. Cara Perawatan Baterai

Hal-hal yang perlu diperhatikan tentang battery (accu):

1. Accu termasuk benda yang mudah terbakar, oleh sebab itu jangan memindahkan posisi Accu mobil pada lokasi yang kurang aman.
2. Selalu meng-kontrol ketinggian air Accu. Jika kurang segera tambahkan karena akan mempengaruhi kinerjanya. Tetapi jangan sampai melebihi, karena Accu dapat meledak akibat tidak ada ruang untuk melepaskan uapnya.
3. Periksa terminal Accu. Jika ada kerak putih, gosok dengan sikat kawat atau siram dengan air panas jika sudah tebal. Kerak putih ini berbahaya karena dapat menggerus terminal dan membuat terminal dan elemen kabel saling mengikat.
4. Accu mengandung bahan beracun berbahaya, jangan sembarangan membuang Accu bekas. Umumnya pedagang aki menerima atau membeli aki bekas untuk didaur ulang. Selain menjaga lingkungan, Accu bekas ini dapat mengurangi biaya pembelian Accu baru.
5. Salah satu kelemahan Accu tipe “basah” yang digunakan pada mobil retro adalah tingkat penguapan cairan yang tinggi, yang dapat menyebabkan karat pada benda logam di sekitar Accu, bahkan dapat memperpendek umur Accu. Saat pengisian (recharge), akan keluar uap dari lubang kecil seperti jarum di penutup cell. Dalam kondisi normal, uap yang keluar tidak terlalu besar, kecuali pada kondisi pengisian yang berlebih. Pada Accu yang sudah berumur, penguapan akan lebih besar. Untuk menghindarinya, gunakan penutup seperti lembaran bahan karet di atas Accu.

Pemeriksaan Baterai

Baterai harus diperiksa secara periodik dan diuji kemampuannya. Terdapat kelompok pemeriksaan dan pengujian baterai yang sering dilakukan, yaitu:

1. Pemeriksaan Visual
Pemeriksaan visual meliputi :
a. Kotak baterai
Kotak baterai sering mengalami kerusakan yang dapat didentifikasi secara visual, jenis kerusakan kotak baterai antara lain: kotak retak akibat benturan, mengembang akibat over charging, bocor akibat keretakan atau mengembang.

b. Sel-sel baterai
Sel baterai sering mengalami gannguan yaitu sell yang mengembang akibat over charging maupun mengkristal dan sel yang rontok karena getaran, kualitas yang kurang baik maupun usia baterai.

c. Terminal baterai dan konektor kabel
Terminal baterai dan konektor merupakan bagian baterai yang sering mengalami kerusakan, bentuk kerusakan paling banyak adalah korosi yang disebabkan oleh uap elektrolit baterai maupun panas akibat kenektor kendor atau kotor.

d. Jumlah elektrolit
Jumlah elektrolik perlu diperiksa secara periodic. Bila pengisian berlebihan (over charging) maka elektrolit cepat berkurang karena penguapan berlebihan. Pemeriksaan jumlah elektrolit dapat dilakukan dengan cepat karena kotak dibuat dari plastic yang tembus pandang. Jumlah elektrolit harus berada diantara garis Upper Level dan Lower Level.

e. Kabel Baterai

Kabel baterai dialiri arus yang sangat besar, saat mesin distarter besar arus dapat mencapai 250 – 500 A, tergantung dari daya motor starter, dengan arus sebesar itu kabel akan panas. Panas pada kabel menyebabkan elasitas kabel menurun, isolator muda pecah dan terkupas, hal ini terjadi terutama pada isolator dekat dengan terminal baterai.

f. Pemegang Baterai
Pemengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar goncangan baterai dapat dihindari, sehingga usia baterai dapat lebih lama. Gangguan pada pemegang baterai antara lain kendor akibat mur pengikat karat untuk itu lindungi mur dengan mengoleskan vaselin/ grease.

2. Pemeriksaan Elektrolit dan Kebocoran
Jumlah elektrolit baterai harus selalu dikontrol, jumlah yang baik adalah diantara tanda batas Upper Level dengan Lower Level. Jumlah elektrolit yang kurang menyebabkan sel baterai cepat rusak, sedang jumlah elektrolit berlebihan menyebabkan tumpahnya elektrolit saat batarai panas akibat pengisian atau pengosongan berlebihan. Akibat proses penguapan saat pengisian memungkinkan jumlah elektrolit berkurang, untuk menambah jumlah elektrolit yang kurang cukup dengan menambah H2O atau terjual dengan nama Air Accu.

Penyebab elektrolit cepat berkurang dapat disebabkan oleh overcharging, oleh karena bila berkurangnya elektrolit tidak wajar maka periksa dan setel arus pengisian. Keretakan baterai dapat pula menyebabkan elektrolit cepat berkurang, selain itu cairan elektrolit dapat mengenai bagian kendaraan, karena cairan bersifat korotif maka bagian kendaraan yang terkena elektrolit akan korosi.

Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai menggunakan alat hydrometer. Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai merupakan salah satu metode untuk mengetahui kapasitas baterai. Baterai penuh pada suhu 20 ºC mempunyai Bj 1,27-1,28, dan baterai kosong mempunyai Bj 1,100 -1,130.

Berat jenis elektrolit berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan 1 ºC. Spesifikasi berat jenis normal ditentukan pada 20 ºC, oleh karena itu saat pengukuran temperature elektrolit harus diamati. Rumus untuk mengkoreksi hasil pengukuran adalah:

S 20 ºC = St + 0,0007 x (t - 20)
S 20 ºC : Berat jenis pada temperature 20 ºC
St : Nilai pengukuran berat jenis
t : Temperatur elektrolit saat pengukuran

Contoh:

Tentukan berat jenis baterai bila hasil pengukuran pada temperature 0ºC, menunjukkan berat jenis 1,260.
S 20 ºC = St + 0,0007 x (t - 20)
= 1,260 + 0,0007 x ( 0 – 20)
= 1,260 – 0,014
= 1,246

Tindakan yang harus dilakukan terkait hasil pengukuran elektrolit adalah sebagai berikut:
Tindakan yang dilakukan berdasarkan hasil pengukuran BJ elektrolit

Bisa juga menggunakan alat hydrometer yaitu alat untuk mendeteksi berat jenis pada cairan elektrolit pada baterai
Cara mengoperasikan hidrometer sebagai berikut:
a. Masukkan ujung hydrometer kedalam lubang sel sampai menjentuh permukaan caira elektrolit
b. Tekan karet pada ujung hydrometer sampai ke dalam
c. Setelah kembali ke posisi semula maka kalian dapat melihat hasil yang di tentukan pada aurometer

Cara menghitung hasil penggukururan berat jenis air elektrolit dapat dilihat pada tabel diatas sebagai berikut:
a. Good/warna hijau = Kondisi air elektrolit sangat baik
b. Fair /warna putih = Kondisi caira accu baik
c. Recharge/warna merah = Kondisi air elektrolit perlu pengisian / stroom

3. Pengujian Beban

Untuk melakukan pengetesan dengan aman, dibutuhkan peralatan dan pengalaman yang memadai. Karena itu, sebaiknya tes ini dilakukan di bengkel baterai. Kalau ingin melakukan, buanglah arus dari baterai sebanyak empat kali dari kapasitasnya. Setelah itu, diamkan baterai selama lima detik, kemudian ukur tegangan baterai. Tegangan terminal harus 9,6 Volt atau lebih. Jika kurang, ganti baterainya.

Kebocoran Arus
Adanya kebocoran arus listrik menyebabkan baterai mengalami pengosongan, sehingga bila kendaraan lama tidak digunakan maka energi listrik yang tersimpan pada baterai dapat berkurang cukup banyak sehingga mesin sulit dihidupkan.

Mobil sulit distart di pagi hari, adalah salah satu akibat yang ditimbulkan dari :
a. Clamp Pengikat kutub + dan – aki yang kurang kencang, atau timbulnya kerak putih disekitar kepala aki.
b. Kondisi air accu (electrolit) yang kurang sesuai dengan yang dipersyaratkan di bagian luar aki.
c. Bagian body accu sudah mengembung atau bocor.

Cara Menghemat Accu

Bila mana aki yang setelah kurang lebih satu tahun kita pakai mulai rewel alias 'zwak', ada beberapa tips yang dapat dicoba untuk lebih memperlama umur aki, mengingat harganya cukup mahal.
a. Sebelum 'disetrum' ulang, buang seluruh cairan asam sulfat yang tersisa dalam aki. Lalu dibilas dengan air murni sebanyak empat kali, dan isi dengan cairan accu zuur. Setelah itu dapat 'disetrum'. Pada pemakaian normal, aki dapat bertahan selama satu sampai tiga bulan.
b. Atau dapat juga setelah mobil atau motor diparkir, lepaskan salah satu kabel pada kutub positif aki, sehingga pada aki tak ada arus yang benar-benar mengalir. Dan sebaiknya jangan menyalakan perlengkapan yang memerlukan arus (radio atau tape) saat mobil sedang tidak dijalankan.
c. Dan sebelum terjadi dua hal di atas, perawatan dan pengecekan terhadap tinggi permukaan air aki harus diperhatikan. Dan selain itu juga massa jenis air aki juga harus diukur dengan hidrometer secara berkala.

Bila ternyata ketiga cara di atas tidak maksimal, mungkin sudah saatnya kita perlu membeli aki baru. Kita juga harus ingat, semua barang memiliki umur ekonomis, artinya setelah jangka waktu tertentu digunakan, barang tersebut secara perlahan-lahan akan berkurang kemampuannya dan rusak.

Trik Memperpanjang Usia Accu

1. Pastikan semua peralatan elektronik telah dimatikan sebelum kita mematikan mesin. Berbagai peralatan yang dibiarkan hidup tidak hanya akan menguras daya accu mobil tetapi juga berisiko merusak sistem listrik mobil.
2. Pastikan accu mobil sudah terisi penuh (sudah dicharge) jika kita tidak menyalakan mobil selama satu atau dua minggu. Jangan biarkan accu mobil kering (tidak terdapat daya listrik). Memanaskan mobil secara teratur meskipun tidak digunakan baik untuk menjaga agar accu tetap terisi.
3. Hindari korosi. Korosi atau karat pada terminal accu dapat memperpendek umur accu. Bisa disemprot silicon atau penetran pada kutub kutub accu untuk perawatan. Jika tidak sempat membersihkan sendiri, pastikan montir di bengkel untuk memeriksa dan membersihkan terminal accu secara teratur.
4. Periksa adanya kabel yang longgar serta periksa pula dudukan accu. Dudukan accu yang berkarat dianjurkan untuk diganti. Dudukan yang rusak atau berkarat berpotensi membuat posisi accu tidak stabil sehingga akan bergetar atau berpindah posisi yang pada gilirannya memperpendek umur accu.
5. Drive belt pada mobil juga perlu diperiksa secara berkala. Belt yang rusak akan membuat proses charging accu tidak sempurna.
6. Mengunakan tambahan lampu dan aksesori dengan bijak, dan sesuaikan dengan kapasitas accu.

Perawatan Baterai

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 kita dengan kaca mata pelindung, dan pelindung wajah. Pakailah bahan garmen untuk melindungi wajah, tangan dan tubuh. Selain hal-hal di atas, perhatikan dengan tindakan-tindakan pencegahan di bawah ini:

1. Selalu bekerja di udara terbuka atau tempat yang mempunyai ventilasi besar pada saat bekerja dengan aki.
2. Pastikan tempat sekitar kita bebas dari sumber api ataupun percikan api, bahkan rokok. Sumber api dapat menyebabkan aki meledak.
3. Selalu pastikan tutup pengisian Elektrolit tertutup erat dan tepat.
4. Jauhkan dari jangkauan anak-anak.
5. Selalu putuskan hubungan kabel negatif terlebih dahulu pada saat pelepasan aki, dan menghubungkannya paling akhir pada saat pemasangan aki.
6. Jangan pernah bersentuhan dengan aki pada saat pengisian aliran listrik (charging), pengetesan, atau penyetruman mesin.
7. Matikan semua kelistrikan sebelum memutuskan koneksi arus listrik.
8. Sebelum menggunakan alat yang dapat menghantarkan listrik (konduktor), pindahkan barang-barang yang mengandung metal yang ada pada tangan ataupun lengan (jam tangan).

BAB III

PENUTUP

A. Simpulan

1. Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik
2. Fungsi baterai adalah sebagai penyedia listrik pada sistem kelistrikan pada kendaraan.
3. Konstruksi baterai ada dua yaitu konstruksi comound dan konstruksi solid
4. Komponen dari baterai yaitu kotak baterai, elektrolit, sumbat ventilasi, plat positif dan negatif, separator, lapisan fiber glass, penghubung sel, sel baterai
5. Tipe baterai yaitu tipe basah dan tipe kering

B. Saran

Penulis menyarankan apabila memerlukan baterai sebaiknya baterai yang berkualitas dan juga dipergunakan seperlunya atau dirawat dengan sebaik mungkin serta dipergunakan sesuai aturan yang ada supaya tidak menimbulkan kecelakaan atau meledak saat dipergunakan pada saat keadaan tertentu.
Dengan demikian terhindar dari jangkauan anak-anak serta menjadikan ramah lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

http://inverterkarangpundung.blogspot.com/2013/04/definisi-dan-pengertian-battery-aki-accu.html"
http://ekodiaz.blogspot.com/2012/10/pengertian-dan-tips-merawat-accu.html
http://teknikmesin-antonjepry.blogspot.com/2013/02/makalah-baterai_5.html
http://ki-tapunya.blogspot.com/
http://yamatoikwan.blogspot.com/2013/03/mengenal-accu-aki-akumulator-baterai.html
http://otomotifdasar.blogspot.com/2012/10/sistem-pengapian_30.html
http://www.inverterplus.com/2010/04/tips-merawat-aki-mobil.html
http://otomotif.kompas.com
http://laurensiussteven.blog.friendster.com/tag/baterai/
http://www.mercubuana.ac.id