BATERAI (AKI)

 

BATERAI (AKI)

Konstruksi Aki (Baterai)

 Secara sederhana, aki itu terdiri dari tiga komponen utama yakni ; plat positif, plat negative dan larutan elektrolit.

 Gambarnya kurang lebih akan seperti ini.

 

Saat plat positif dan negative dihubungkan melalui sebuah beban (lampu) maka akan terjadi reaksi kimia pada larutan elektrolit aki yang membuat timbulnya arus listrik dari plat positif ke plat negative. Sehingga lampu dapat menyala.

 

Gambar diatas merupakan gambar konstruksi dari satu cell aki saja, pada aki sebenarnya ada sekitar 6 cell dimana masing-masing cell dapat mengeluarkan tegangan mencapai 2.1 V. keenam cell tersebut dirangkai secara seri sehingga total aki dapat mengeluarkan tegangan mencapai 12.6 V.

 

Komponen Aki Dan Fungsinya

 Setidaknya kalau dikupas secara mendalam akan terlihat 10 bagian baterai, nama bagian baterai yang kita bahas itu merujuk ke aki basah. Jadi mungkin apabila dibandingkan dengan aki kering ada perbedaan komponen.

 

1. Kotak Baterai

 Kotak aki atau battry box adalah wadah atau tempat diletakannya semua bagian-bagian aki. Selain sebagai wadah, kotak aki juga berfungsi sebagai housing yang melindungi semua bagian aki dari benturan.

 

Bahan kotak ini memang terbuat dari bahan plastik khusus yang keras. Sehingga, kalau ada tumbukan dari luar tidak akan mempengaruhi semua komponen didalam aki.

 

2. Plat aki (positif dan negative)

 Plat baterai berperan dalam proses reaksi kimia saat baterai bekerja. Plat ini ada dua buah, yakni plat positif dan plat negative.

 

Plat negative terbuat dari bahan timah hitam/timbal/lead dengan unsur kimia Pb berwarna abu-abu. Sementara plat positif terbuat dari bahan lead dioxide dengan unsur PbO₂. Atau paduan antara timbal dan oksigen dengan warna coklat.

 

Perbedaan bahan ini akan membuat aliran listrik selalu berasal dari plat positif. Besarnya arus listrik yang dihasilkan akan dipengaruhi oleh luas penampang dari plat ini.

 

3. Plat separator

Sesuai namanya, plat separator berfungsi untuk menyekat plat positif dan negative. Kedua plat ini harus disekat agar tidak terjadi korsleting, karena kalau itu terjadi maka reaksi kimia tidak akan berlangsung.

 

Separator ini terbuat dari bahan isolator yang mampu menahan arus listrik, selain itu permukaan separator ini juga dibuat berpori-pori untuk memungkinkan larutan elektrolit mengalir dari plat positif ke negative atau sebaliknya.

 

4. Cell separator

Separator cell atau disebut juga sebagai partisi sel adalah komponen yang memisahkan tiap-tiap sel. Seperti yang disebutkan diatas, satu unit baterai itu terdiri dari 6 cell. Dan masing-masing cell akan dipisahkan oleh cell separator.

 

Berbeda dengan plat separator, partisi sel tidak memiliki celah sekecilpun. Sehingga, setiap sel memiliki larutan elektrolit yang bersifat individu. Oleh sebab itulah, dalam satu memiliki 6 buah tutup.

 

5. Cell connector

 Penghubung sel adalah sebuah benda konduktor yang akan menghubungkan plat antar cell secara seri. Seperti gambar yang ditujukan diatas, konektor ini akan menghubungkan plat negative pada cell satu dengan plat positif di cell dua dan seterusnya.

 

6. Larutan elektrolit

 Larutan elektrolit pada aki basah umumnya menggunakan larutan H₂SO₄ atau larutan antara air dan ion sulfat. Fungsi larutan asam sulfat ini adalah sebagai zat yang akan bereaksi didaam aki.

 

Saat reaksi terjadi, ion sulfat akan terlepas dan menempel pada plat aki yang berbahan timah hitam. Hal ini akan semakin mengurangi kadar sulfat didalam larutan elektrolit. Normalnya, saat aki terisi penuh kadar sulfat ada sekitar 36% atau apabila diukur menggunakan hydrometer hasilnya 1,270.

 

Sementara saat aki terus digunakan, kadar ion sulfat akan berkurang sehingga dalam posisi aki kosong berat jenisnya turun dari 1,270.

 

Untuk mengembalikan berat jenis elektrolit maka perlu dilakukan charging. Proses charging itu sendiri sebenarnya berfungsi untuk mengembalikan ion sulfat yang menempel pada plat aki agar berat jenis kembali ke 1,270.

 

7. Kutub baterai

 Kutub baterai (pole) adalah sebuah konduktor yang terpasang diujung plat baterai. Seperti yang kita ketahui, 6 cell didalam baterai akan dirangkai secara seri. Dan ujung rangkaian tersebut pasti berupa plat positif dan negative.

 

Kutub ini dijadikan sebagai tempat untuk meletakan terminal baterai.

 

8. Tutup ventilasi

 

Tutup ventilasi adalah penutup yang berada tepat diatas cell. Fungsi tutup ini ada dua, yakni ;

Sebagai tempat untuk mengisi larutan elektrolit pada tiap cell aki.

Sebagai ventilasi di tiap cell saat reaksi kimia terjadi.

 

Khusus untuk fungsi yang kedua, terkadang kita tidak menyadari karena pada tutup ini sebenarnya terdapat lubang cukup kecil sebagai tempat hydrogen menguap ketika aki di charge.

 

Ketika lubang ini tersumbat, maka hydrogen tersebut akan terjebak didalam aki sehingga aki akan menggelembung. Namun ketika ada gas hydrogen diluar aki, anda juga perlu berhati-hati karena gas ini mudah terbakar.

Cara Pengukuran Berat Jenis Elektrolit Pada Baterai

Baterai merupakan komponen penting pada kendaraan karena fungsi baterai yang sangat vital bagi kendaraan.

 

Baterai digunakan sebagai penyedia sumber arus bagi komponen-komponen kelistrikan pada kendaraan.

 

Sehingga kondisi baterai harus dijaga termasuk kapasitas arus listrik yang tersimpan di dalam baterai.

 

Jika baterai digunakan sebagai sumber arus maka di dalam cairan elektrolit baterai akan terjadi proses pengosongan.

 

Reaksi kimia pada proses pengosongan baterai dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Pada waktu terjadinya proses pengosongan pada elektrolit (H₂SO₄) ini akan bergabung secara bertahap (berangsur-angsur) dengan plat positif (PbO₂) dan plat negatif (Pb) sampai dengan elektrolit (H₂SO₄) berubah menjadi air (H₂O). Sehingga bila hal ini terjadi maka konsentrasi pada elektrolit akan berkurang dan berat jenisnya pun ikut berkurang.

 

Pada elektrolit memiliki berat jenis 1,26 sedangkan berat jenis pada air adalah 1,00 sehingga jika muatan listrik berkurang maka berat jenis elektrolit akan semakin turun mendekati 1,00.

 

Maka untuk mengetahui berapa arus listrik yang tersimpan dalam baterai dapat diketahui dengan cara memeriksa berat jenis elektrolitnya yaitu mengukur berapa banyaknya persentase asam sulfat yang masih terkandung dalam elektrolitnya.

 

Salah satu cara yang dapat digunakan untuk mengukur berat jenis elektrolit pada baterai dapat menggunakan alat hydrometer.

 

Berat jenis dapat diartikan dengan perbandingan berat antara benda yang akan diukur dengan berat air dalam isi yang sama.

 

Secara umum, untuk berat jenis standar ditentukan pada temperatur atau suhu 20^o C. Berat jenis dari elektrolit sama dengan 1,26. Berat jenis dari elektrolit ini akan turun sebesar 0,0007 setiap kenaikan suhu 1^o C.

 

Untuk pengukuran berat jenis elektrolit pada suhu 20^o C dapat digunakan rumus di bawah ini :

 

S₂₀ = St + 0,0007 x (t - 20)

 

Dimana :

·                     S₂₀ merupakan berat jenis standar pada suhu 20^o C

·                     St merupakan hasil atau nilai pengukuran berat jenis

·                     T merupakan temperatur atau suhu elektrolit pada saat melakukan pengukuran dalam satuan derajat celsius

Cara melakukan pengukuran berat jenis menggunakan hydrometer :

1.           Lepaskan terminal negatif baterai agar tidak terjadi hubungan singkat.

2.           Lepaskan tutup pengisian baterai pada semua sel.

3.           Ukur suhu dari elektrolit baterai menggunakan thermometer, lalu catat hasil pengukurannya.

4.           Masukkan ujung hydrometer ke dalam elektrolit baterai samapi cairan elektrolit masuk ke dalam hydrometer dan pelampung terangkat.

5.           Baca berat jenis elektrolt baterai pada hydrometer pada posisi yang sejajar. Kemudian catat hasil pengukuran.

6.           Lakukan pada semua sel pada baterai.

Misal hasil pengukuran suhu elektrolit menunjukkan suhu 25^o C. Hasil pengukuran berat jenis elektrolit yaitu sebesar 1,21. Sehingga untuk menentukan ukuran berat jenis standar pada suhu 20^o C dapat dilakukan dengan menggunakan rumus S₂₀ = St + 0,0007 x (t - 20), maka hasilnya :

S₂₀ = St + 0,0007 x (t - 20)

S₂₀ = 1,21 + 0,0007 x (25 - 20)

S₂₀ = 1,21 + 0,0007 x (5)

S₂₀ = 1,21 + 0,0035

S₂₀ = 1,2135

Jadi berat jenis elektrolit baterainya yaitu sebesar 1,2135

Jika sudah diketahui berat jenis elektrolit pada baterai maka segera lakukan tindakan. Tindakan yang perlu dilakukan dapat ditunjukkan pada tabel di bawah ini :