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,dll) 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).
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 battery 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 battery 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.
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 = kilogramdm3 = decimeter kubik = litercm3 = centimeter
kubik / cc (centimeter cubic)1 dm = 1 liter = 1000 cm3 = 1000 cc
Saat baterai menerima arus
Battery yang menerima arus adalah baterai yang sedang disetrum/dicas alias
sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC,
dimana kutup positif battery 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 atau di kapal 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.
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).
Cairan elektrolit
Pelat-pelat baterai harus selalu terendam cairan
elektrolit, sebaiknya tinggi cairan elektrolit 4 - 10 mm diatas bagian
tertinggi dari pelat. Bila sebagian pelat tidak terendam cairan
elektrolit maka bagian pada pelat yang tidak terendam tersebut akan
langsung berhubungan dengan udara akibatnya bagian tersebut akan rusak dan tak
dapat dipergunakan dalam suatu reaksi kimia yang diharapkan, contoh, sulfat
tidak bisa lagi menempel pada bagian dari pelat yang rusak, sebab itu bisa
ditemukan konsentrasi sulfat yang sangat tinggi dari ruang sel yang sebagian
pelatnya sudah rusak akibat sulfat yang sudah tidak bisa lagi bereaksi dengan
bagian yang rusak dari pelat.
Oleh karena itu kita harus memeriksa tinggi cairan elektrolit
dalam baterai kendaraan bermotor setidaknya 1 bulan sekali (kalau perlu tiap 2
minggu sekali agar lebih aman) karena senyawa dari cairan elektrolit bisa
menguap terutama akibat panas yang terjadi pada proses pengisian (charging),
misalnya pengisian yang diberikan oleh alternator.
Bagaimana jika cairan terlalu tinggi? Ini juga tidak baik karena cairan elektrolit bisa
tumpah melalui lubang-lubang sel (misalnya pada saat terjadi pengisian) dan
dapat merusak benda-benda yang ada disekitar baterai akibat korosi, misalnya
sepatu kabel, penyangga/dudukan baterai, dan bodi kendaraan akan terkorosi,
selain itu proses pendinginan dari panasnya cairan elektrolit baterai oleh
udara yang ada dalam sel tidak efisien akibat kurangnya udara yang terdapat di
dalam sel, dan juga asam sulfat akan berkurang karena tumpah keluar; bila asam
sulfat berkurang dari volume yang seharusnya maka kapasitas baterai tidak akan
maksimal karena proses kimia yang terjadi tidak dalam keadaan optimal sehingga
tenaga/kapasitas yang bisa diberikan akan berkurang, yang sebelumnya bisa
menyuplai -katakanlah- 7 ampere dalam satu jam menjadi kurang dari 7 ampere
dalam satu jam, yang sebelumnya bisa memberikan pasokan tenaga sampai
-katakanlah- 1 jam kini kurang dari 1 jam isi/tenaga baterai sudah habis.
Penyulfatan
Battery , digunakan ataupun tidak, akan mengeluarkan isinya (maksudnya tenaga
baterai keluar/berkurang bukan cairan elektrolit). Bila sedang tidak digunakan
maka pengeluaran tersebut terjadi secara perlahan yang biasa disebut
pengeluaran isi sendiri (self discharge). Cepat atau lambatnya pengeluaran
dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah suhu elektrolit. Sebuah
baterai tak terpakai yang berisi penuh akan habis isinya dalam jangka waktu 3
bulan jika elektrolit memiliki suhu 40 derajat Celcius, sedangkan makin dingin
suhunya maka makin lambat isi berkurang, contoh, elektrolit yang bersuhu 20
derajat Celcius isinya hanya akan hilang setengah bagian (50%) dalam 3 bulan,
dan yang bersuhu 15 derajat Celcius isinya hanya akan berkurang sebesar 7-8%
dalam 3 bulan.
Baterai yang sedang mengeluarkan isinya sendiri
secara perlahan akan menyulfat. Maksud penyulfatan adalah sulfat
timah (PbSO4) yang terbentuk selama pengeluaran membuat bahan aktif menjadi
keras dan mati.
Penyulfatan kadang-kadang bisa dihilangkan
dengan pengisian lambat (slow charge) sehingga bagian-bagian dari timah sulfat
(PbSO4) mencapai harga yang normal. Penyulfatan yang sudah terlalu banyak pada
satu baterai tidak mungkin dihilangkan, baterai ini harus diganti.
Penggantian cairan elektrolit (biasa dikenal dengan pengurasan) tidak akan
membantu atau tidak akan banyak membantu karena yang sudah rusak disini adalah
pelat-pelatnya, kalaupun berhasil memiliki kapasitas setelah dikuras, dalam
waktu yang sangat singkat (tergantung pada tingkat kerusakan pelat-pelatnya)
baterai akan lemah (drop) kembali.
Mengatasi penyulfatan
1. Baterai yang tak terpakai disimpan pada
ruangan yang bersuhu rendah (suhu yang lebih dingin).
2. Baterai yang tak terpakai diisi dengan arus
pengisian yang sangat rendah yaitu dengan pengisian perawatan (maintenance
charge) sampai penuh, ATAU, baterai diisi secara teratur tiap bulan.Pada nomor
2, metode yang paling baik adalah dengan pengisian perawatan (maintenance
charge), artinya Anda harus memiliki alat pengisi (charger) (lebih baik lagi
kalau kuat arus dari alat tersebut bisa Anda atur kuat lemahnya) yang secara
otomatis menghentikan proses pengisian jika baterai sudah terisi penuh dan
kembali menghidupkan proses pengisian jika isi baterai mulai berkurang
(memiliki fitur deteksi).
Jika tidak ada fitur otomatisasi maka terpaksa yang Anda
lakukan adalah mengisi baterai secara penuh menggunakan pengisian lambat (slow
charge) tiap bulan. Terpaksa disini disebabkan karena baterai yang sudah terisi
penuh tidak akan bertambah lagi isinya walaupun tetap terus diisi, selain itu
baterai yang terisi penuh akan kian bertambah panas bila terus diisi/disetrum
(overcharging) sehingga beresiko merusaknya, ditambah lagi dengan terjadinya
penguapan gas, dan terutama bahaya kemungkinan meledak yang pada akhirnya
merusak baterai secara total (sama sekali tidak bisa dipergunakan) dan bahkan
berbahaya bagi orang yang ada disekelilingnya jika cairan asam dari baterai
muncrat dan mengenai orang tersebut! Ingat, cairan asam bisa mengorosi/merusak
plat besi, apalagi daging manusia! Termasuk juga cairan accu zur (cairan yang
disikan pada baterai baru yaitu saat pertama kali diisi) cukup korosif! Jadi
berhati-hatilah jika berhubungan dengan cairan accu zur terlebih lagi cairan
yang telah ada dalam baterai!
Battery Capacity
Kapasitas baterai adalah jumlah ampere jam (Ah = kuat arus/Ampere x
waktu/hour), artinya baterai dapat memberikan/menyuplai sejumlah isinya secara rata-rata
sebelum tiap selnya menyentuh tegangan/voltase turun (drop voltage) yaitu
sebesar 1,75 V (ingat, tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V; jika dipakai
maka tegangan akan terus turun dan kapasitas efektif dikatakan sudah terpakai
semuanya bila tegangan sel telah menyentuh 1,75 V).
Misal, baterai 12 V 75 Ah. Baterai ini bisa memberikan kuat
arus sebesar 75 Ampere dalam satu jam artinya memberikan daya rata-rata sebesar
900 Watt (Watt = V x I = Voltase x Ampere = 12 V x 75 A).
Secara hitungan kasar dapat menyuplai alat berdaya 900 Watt
selama satu jam atau alat berdaya 90 Watt selama 10 jam, walaupun pada
kenyataannya tidak seperti itu. Kembali ke kapasitas baterai, pada kendaraan
bermotor kapasitas ini bisa dianalogikan sebagai volume maksimal tangki bahan
bakar namun yang membuat berbeda adalah kapasitas pada baterai bisa
berubah-ubah dari nilai patokannya, jadi mirip tangki bahan bakar mobil yang
bahannya terbuat dari karet. Sebagai ilustrasi saya beri contoh balon karet, isinya
bisa besar jika terus dimasukkan udara atau bisa juga kecil jika udara yang
ditiup sedikit saja. Nah, kapasitas baterai juga tidak tetap, mirip contoh
balon karet tadi, dimana ada tiga faktor yang menentukan besar kecilnya
kapasitas baterai yaitu :
Jumlah bahan aktif
Makin besar ukuran pelat yang bersentuhan dengan
cairan elektrolit maka makin besar kapasitasnya; makin banyak pelat yang
bersentuhan dengan cairan elektrolit maka makin besar kapasitasnya.
Jadi untuk mendapatkan kapasitas yang besar luas pelat dan
banyaknya pelat haruslah ditingkatkan, dengan catatan bahwa pelat haruslah
terendam oleh cairan elektrolit. Dari sini Anda kembali bisa menyadari betapa
pentingnya bagi pelat-pelat agar terendam oleh cairan elektrolit karena bagian
dari pelat yang tidak terendam sama sekali tidak akan berfungsi bagi
peningkatan kapasitas!
Temperatur
Makin rendah temperatur (makin dingin) maka
makin kecil kapasitas baterai saat digunakan karena reaksi kimia pada suhu yang
rendah makin lambat tidak peduli apakah arus yang digunakan tinggi atapun
rendah. Kapasitas baterai biasanya diukur pada suhu tertentu, biasanya 25
derajat Celcius.
Waktu dan arus pengeluaran
Pengeluaran lambat (berupa pengeluaran arus yang
rendah) mengakibatkan waktu pengeluaran juga diperpanjang alias kapasitas lebih
tinggi. Kapasitas yang dinyatakan untuk baterai yang umum pemakaiannya pada
pengeluaran tertentu, biasanya 20 jam.
Contoh:
Baterai 12 V 75 Ah bisa dipakai selama 20 jam jika kuat arus
rata-rata yang digunakan dalam 1 jam adalah 3,75 Ampere (75 Ah / 20 h),
sedangkan bila digunakan sebesar 5 Ampere maka waktu pemakaian bukannya 15 jam
(75 Ah / 5 A) tapi lebih kecil yaitu 14 jam, sedangkan pada penggunaan Ampere
yang jauh lebih besar, yaitu 7,5 Ampere maka waktu pemakaian bukan 10 jam (75 A
/ 7,5 A) tapi hanya 7 jam!
Hal ini bisa menjadi jawaban bagi mereka yang menggunakan
UPS, misal 500 VA atau 500 Watt.hour, yang mana baterai UPS hanya bertahan
lebih kurang 5 - 15 menit untuk komputer yang memerlukan daya 250 Watt, padahal
kalau berdasarkan hitungan kasar seharusnya bisa bertahan selama 2 jam (500
Watt.hour / 250 Watt).
Saya beri satu contoh nyata, sebuah aki kering 12 V dan 18 Ah
mencantumkan nilai spesifikasi sebagai berikut :20 hr @ 0,9 A = 18 A5 hr @ 3,06
A = 15,3 A1 hr @ 10,8 A = 10,8 A1/2 hr @ 18 A = 9 AJika dilihat dari
spesifikasi maka aki ini memiliki kapasitas efektif sebesar 18 Ah namun suplai
dari aki sebenarnya hanya bisa dilakukan selama :- 20 jam jika kuat arus yang
dipakai hanya sebesar 0,9 A untuk tiap jam artinya hanya memakai daya sebesar
10,8 Watt/jam (12 V x 0,9 A) --> Kapasitas = 18 Ah (0,9 A x 20 hour)- 5 jam
jika kuat arus yang dipakai 3,06 A atau berdaya 36,72 Watt/jam (12 V x 3,06 A)
--> Kapasitas = 15,3 Ah (3,06 A x 5 hour)- 1 jam jika kuat arus yang dipakai
10,8 A atau berdaya 129,6 Watt/jam (12 V x 10,8 A) --> Kapasitas = 10,8 Ah
(10,8 A x 1 hour)- 1/2 jam jika kuat arus yang dipakai sama dengan kapasitas
efektifnya yang 18 Ah atau berdaya 216 Watt/jam (12 V x 18 A) --> Kapasitas
= 9 Ah (18 A x 0,5 hour)
Dari sini Anda sudah bisa menyimpulkan bahwa makin rendah
arus yang dikeluarkan/dipergunakan maka baterai mampu menyuplai dalam waktu
yang lebih panjang artinya kapasitas baterai bisa sama persis dengan kapasitas
efektif sebesar 18 Ah bila menggunakan kuat arus seperduapuluh dari kapasitas
efektifnya (1/20 x 18 A) dan sebaliknya semakin besar pemakaian arus makin
kecil pula kapasitas baterai yang bahkan bisa cuma mencapai 9 Ah.Saya pribadi
tidak tahu persis apa rumus yang bisa menghitung hubungan flukutasi arus dengan
kapasitas yang dihasilkannya tapi secara kasar -berdasarkan data diatas-
pemakain arus sebesar 60% dari kapasitas efektifnya akan bertahan selama 1 jam.
Jadi untuk mendapatkan kapasitas baterai yang bisa menyalakan
peralatan berdaya 300 Watt selama satu jam digunakan perhitungan berikut :-
Dapatkan ukuran Ampere, yaitu 25 A (Ampere (I) = Daya / Voltase = P / V = 300 /
12 = 25)- Kapasitas efektif dari baterai yang dicari adalah 41,67 Ah (Ampere /
60% = 25 x 100 / 60).
Pengisian baterai/Cas aki/Accu charging
Pengisian arus dialirkan berlawanan dengan waktu
pengeluaran isi yang berarti juga bahwa beban aktif dan elektrolit diubah
supaya energi kimia bateari mencapai maksimum.
Ada tiga metode pengisian bateari :
1. Pengisian perawatan (maintenance charging) digunakan untuk mengimbangi
kehilangan isi (self discharge), dilakukan dengan arus rendah sebesar 1/1000
dari kapasitas baterai. Ini biasa dilakukan pada baterai tak terpakai untuk
melawan proses penyulfatan. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya
arus pengisian perawatan adalah 45 mA (miliAmpere).
2. Pengisian lambat (slow charging) adalah suatu
pengisian yang lebih normal. Arus pengisian harus sebesar 1/10 dari kapasitas
baterai. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian
lambat adalah 4,5 A. Waktu pengisian ini bergantung pada kapasitas baterai,
keadaan baterai pada permulaan pengisian, dan besarnya arus pengisian.
Pengisian harus sampai gasnya mulai menguap dan berat jenis elektrolit tidak
bertambah walaupun pengisian terus dilakukan sampai 2 - 3 jam kemudian.
3. Pengisian cepat (fast charging) dilakukan
pada arus yang besar yaitu mencapai 60 - 100 A pada waktu yang singkat
kira-kira 1 jam dimana baterai akan terisi sebesar tiga per empatnya. Fungsi
pengisian cepat adalah memberikan baterai suatu pengisian yang memungkinkannya
dapat menstarter motor yang selajutnya generator memberikan pengisian ke
baterai.
Hal-hal lain tentang baterai
Baterai yang terawat dengan baik dapat berfungsi
sampai beberapa tahun, sebaliknya jika tak terawat, baterai bisa diganti kurang
dari satu tahun! Pemegang baterai yang longgar bisa menyebabkan baterai tak
tahan lama, kabel starter yang rusak dapat mengakibatkan hubungan singkat
sehingga baterai cepat rusak, dan baterai yang kotor dapat menyebabkan arus
hilang terutama pada kondisi cuaca yang lembab.
Gas-gas yang menguap pada waktu pengisian
baterai dapat meledak sehingga menggunakan api pada ruangan dimana baterai
diisi terlarang keras! Selain itu ruangan baterai harus dilengkapi dengan ventilasi
yang baik untuk mencegah timbulnya karat karena adanya gas asam sulfur.
Campuran timah pada baterai selalu beracun karena itu diperlukan kebersihan dan
kehati-hatian ekstra.
Memeriksa kondisi batere tidak bisa hanya dengan
mengukur tinggi tegangan/voltase yang dihasilkan tapi juga harus dengan
memberikan beban pada baterai tersebut.
Bila mengunakan baterai lebih dari satu dimana
kondisinya secara keseluruhan sudah lemah maka seluruh baterai harus diganti
jadi tidak bisa hanya sekedar mengganti baterai yang sudah lemah saja! Karena
jika sebagian diganti dan sebagian lain masih menggunakan baterai yang lama
maka peralatan listrik akan menggunakan karakteristik dari baterai terlemah
yaitu baterai lama yang masih dipakai dan berakibat penggantian baterai yang
lebih cepat; dalam jangka panjang biayanya justru lebih tinggi daripada
mengganti seluruh baterai sedari awal.
Selain itu alat pengisi baterai (charger) akan
melihat keseluruhan baterai sebagai satu kesatuan baterai sehingga baterai lama
ada kemungkinan bisa mengalami overcharging dan baterai baru mengalami
undercharging yang pada akhirnya mengakibatkan kerusakan baterai secara total
terlebih lagi hasil dari baterai gabungan tersebut menyebabkan peralatan
listrik tidak bekerja/berjalan secara memadai.
Aki kering maupun basah memiliki prinsip kerja
yang sama termasuk pengisian arusnya. Jadi substitusi dimungkinkan terjadi
namun perlu diperhatikan karakteristik dari peralatan yang menggunakannya dan
sistem yang ada.
CARA KERJA BATTREY
Baterai sebagai sumber energi
alat-alat elektronik seperti jam dinding, laptop, radio, senter dan alat-alat
elektronik lainnya tentu sangat akrab di telinga kita. Baterai di temukan
Alessandro Volta di tahun 1800.
Baterai merupkan kombinasi dua atau
lebih sel elektrokimia yang bisa menyimpan energi dan kemudian merubahnya
menjadi energi listrik.
Baterai sekali pakai disebut juga
dengan baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai
sekunder.
Cara baterai bekerja
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).
CARA KERJA BATTREY AKI
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).
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
/ ruang aki di kapal. 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.
|
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
Pengisian baterai/Cas aki/Accu charging
Pengisian arus dialirkan berlawanan dengan waktu pengeluaran isi yang berarti
juga bahwa beban aktif dan elektrolit diubah supaya energi kimia bateari
mencapai maksimum.
Ada tiga metode pengisian bateari :
1. Pengisian perawatan (maintenance charging)
digunakan untuk mengimbangi kehilangan isi (self discharge), dilakukan
dengan arus rendah sebesar 1/1000dari kapasitas
baterai. Ini biasa dilakukan pada baterai tak terpakai untuk melawan proses
penyulfatan. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian
perawatan adalah 45 mA (miliAmpere).
2. Pengisian lambat (slow charging)
adalah suatu pengisian yang lebih normal. Arus pengisian harus sebesar 1/10 dari
kapasitas baterai. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus
pengisian lambat adalah 4,5 A. Waktu pengisian ini bergantung pada kapasitas
baterai, keadaan baterai pada permulaan pengisian, dan besarnya arus pengisian.
Pengisian harus sampai gasnya mulai menguap dan berat jenis elektrolit tidak
bertambah walaupun pengisian terus dilakukan sampai 2 - 3 jam kemudian.
3. Pengisian cepat (fast charging)
dilakukan pada arus yang besar yaitu mencapai 60 - 100 A pada waktu yang
singkat kira-kira 1 jam dimana baterai akan terisi sebesar tiga per empatnya.
Fungsi pengisian cepat adalah memberikan baterai suatu pengisian yang
memungkinkannya dapat menstarter motor yang selajutnya generator memberikan
pengisian ke baterai.
Hal-hal lain tentang baterai
Baterai yang terawat dengan baik dapat berfungsi sampai beberapa tahun,
sebaliknya jika tak terawat, baterai bisa diganti kurang dari satu tahun!
Pemegang baterai yang longgar bisa menyebabkan baterai tak tahan lama, kabel
starter yang rusak dapat mengakibatkan hubungan singkat sehingga baterai cepat
rusak, dan baterai yang kotor dapat menyebabkan arus hilang terutama pada
kondisi cuaca yang lembab.
Gas-gas yang menguap pada waktu pengisian baterai dapat meledak sehingga
menggunakan api pada ruangan dimana baterai diisi terlarang keras! Selain itu
ruangan baterai harus dilengkapi dengan ventilasi yang baik untuk mencegah
timbulnya karat karena adanya gas asam sulfur. Campuran timah pada baterai
selalu beracun karena itu diperlukan kebersihan dan kehati-hatian ekstra.
Memeriksa kondisi batere tidak bisa hanya dengan mengukur tinggi tegangan/voltase
yang dihasilkan tapi juga harus dengan memberikan beban pada baterai tersebut.
Bila mengunakan baterai lebih dari satu dimana kondisinya secara keseluruhan
sudah lemah maka seluruh baterai harus diganti jadi tidak bisa hanya sekedar
mengganti baterai yang sudah lemah saja! Karena jika sebagian diganti dan
sebagian lain masih menggunakan baterai yang lama maka peralatan listrik akan
menggunakan karakteristik dari baterai terlemah yaitu baterai lama yang masih
dipakai dan berakibat penggantian baterai yang lebih cepat; dalam jangka
panjang biayanya justru lebih tinggi daripada mengganti seluruh baterai sedari
awal. Selain itu alat pengisi baterai (charger) akan melihat keseluruhan
baterai sebagai satu kesatuan baterai sehingga baterai lama ada kemungkinan
bisa mengalami overcharging dan baterai baru mengalami undercharging yang
pada akhirnya mengakibatkan kerusakan baterai secara total terlebih lagi hasil
dari baterai gabungan tersebut menyebabkan peralatan listrik tidak
bekerja/berjalan secara memadai.
Aki kering maupun basah memiliki prinsip kerja yang sama termasuk pengisian
arusnya. Jadi substitusi dimungkinkan terjadi namun perlu diperhatikan
karakteristik dari peralatan yang menggunakannya dan sistem yang ada.
CARA
PERBAIKI AKI YANG RUSAK/SOAK
memang
lambat laun akan mengalami kerusakan. Penyebab kerusakan bisa bervariasi, mulai
dari penggunaan yang salah hingga kerusakan alami seperti umur yang memang
sudah waktunya untuk rusak. Nah, kalo aki motor anda rusak, apa yang akan anda
lakukan ? membuangnya atau menjualnya ketukang loak ? Dalam artikel kali ini
saya akan sedikit sharing tentang cara memperbaiki aki yang soak dengan cara
yang cukup mudah dan murah.
Tetapi
yang perlu digaris bawahi, cara yang akan saya sharing tidak sepenuhnya
berhasil, tingkat keberhasilannya tergantung dari kondisi aki itu sendiri. Jika
kondisi element didalam aki yang sudah sangat rapuh, atau bahkan banyak yang
sudah pada putus, maka kemungkinan tidak akan berhasil. Dengan cara yang akan
saya sampaikan disini, berlakuk untuk aki yang kondisinya masih sedikit (cuma
sedikit saja sich) bagus, masih ada element (minimal belum pada rontok), dan
kerusakannya hanya tidak mau menyimpan arus listrik.
Ciri aki
yang tidak mau menyimpan arus listrik adalah ketika anda gunakan lampu rem atau
lampu sent, nyalanya sangat redup, bahkan kadang tidak mau nyala sama sekali,
apalagi untuk menghidupkan mesin menggunakan starter tangan, jelas merupakan
sebuah tindakan yang sia-sia.
Berikut trik untuk memperbaiki aki yang soak dan tidak bisa
menyimpan arus listrik:
1.Sediakan
dulu air sedikit panas.
2.Buka
semua penutup cairan aki, kemudian buang semua isinya.Hati-hati kalo bisa
jangan sampai kena kulit, karena air aki tersebut bisa menyebabkan gatal yang
lumayan.
3.Setelah
terkuras habis, masukan air yang sedikit panas tersebut. Isi setengahnya saja,
kemudian tutup semua lubangnya kembali dengan penutup semula.
4.Kocok-kocok
aki tersebut hingga air yang ada didalamnya berubah warna menjadi hitam.Tujuan dari pengocokan aki tersebut adalah untuk membuang hasil sisa reaksi
yang menempel di element aki dan di dasar box aki. Disamping itu,pemberian air
sedikit panas tersebut berfungsi untuk menghidupkan kembali element yang sudah
mati atau mati suri (kata orang bengkel gitu)
5.Jika air
yang ada didalam aki sudah terlalu hitam dan pekat, anda bisa membungnya dulu,
kemudian mengulanginya lagi dari tahap 3.
6.Ulangi
terus hingga kotoran hasil reaksi yang ada didalam aki bersih (Dasar box aki
terlihat tampa ada endapan)
7.Jika
dirasa sudah bersih, maka langkah terakhir, anda bisa memasukan air aki jenis
Zuur.
8.Setelah
selesai, pasang aki pada motor anda. Tapi ingat, jangan langsung menggunakan
untuk menstarter mesin motor anda, tetapi diamkan dulu sambil motor tersebut
digunakan (buat mejeng dan jalan-jalan juga gak masalah). Hal tersebut
bertujuan untuk mengisi arus listrik dulu ke aki. Gak perlu ke tukang listrik
untuk mengcharge aki tersebut.
Cara
diatas berlaku untuk semua jenis aki basah, bisa aki motor, mobil (jika kuat
mengocok akinya sich, atau aki-aki yang lain).
Tetapi sekali lagi cara diatas
tidak semuanya berhasil, kembali lagi ke kondisi aki. Tetapi walaupun tidak
semua kondisi aki bisa diperbaiki, minimal anda mencobanya, kalo gak jadi bisa
anda jual ke tukang loak, kalo jadi berarti keberutungan anda, dari pada beli
aki baru, lebih mahal harganya.
Perbaikan aki dengan cara seperti ini bisa
awet sampai dengan waktu 1 tahun, lumayan buat ngumpulin duit untuk beli aki yang
baru.