Cara Kerja Baterai Aki, Bagian 1

Cara Kerja Baterai Aki (aki kering, aki basah, accu, sealed lead acid)

  Mungkin anda sekalian sudah pada sering melihat Baterai pada kendaraan-kendaraan,atau mungkin sudah sering mengerjakannya,tapi mungkin belum tahu bagaimana cara kerja baterai itu sendiri.

Sekarang saya akan coba membahas tentang cara kerja baterai itu sendiri.

  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).

Saat baterai mengeluarkan arus
1. 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).
2. 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.

Untuk proses perawatan baterai apabila anda ingin mengetahuinya,anda bisa lihat postingan saya sebelumnya yaitu mengenai metode pengisian battery.

  Ilustrasi baterai dalam keadaan terisi penuh

  Ilustrasi baterai saat mengeluarkan arus

  Ilustrasi baterai dalam keadaan tak terisi (discharge)

Air memiliki berat jenis 1 kg/dm³ (1 kg per 1000 cm³ atau 1 liter) dan asam sulfat memiliki berat jenis 1,285 kg/dm³ pada suhu 20 derajat Celcius.
kg = kilogram
dm³ = decimeter kubik = liter
cm³ = centimeter kubik / cc (centimeter cubic)
1 dm = 1 liter = 1000 cm³ = 1000 cc

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 = Voltase_total). 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).
Agar lebih paham lagi anda bisa melanjutkan kepostingan saya sebelummya yakni tantang Cara Kerja Baterai Aki, Bagian 2.
Semoga bermanfaat untuk anda sekalian dan jangan lupa komentarnya demi kelansungan blog ini.sukses selalu.