76839779 Baterai Dan Akumulator

  • Published on
    20-Oct-2015

  • View
    18

  • Download
    4

Embed Size (px)

Transcript

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBaterai kini telah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari, untuk kehidupan modern saat ini baterai sudah menjadi sebuah kebutuhan yang melekat pada setiap aktivitas terutama yang berhubungan dengan perangkat elektronika. Pengembangan baterai yang kian hari kian maju menuju arah yang lebih baik, terus dilakukan oleh para ahli. Apalagi saat ini masyarakat dunia tengah berupaya mencari energi alternatif yang berupa non-migas. Pemanfaatan baterai yang digunakan sebagai media penyimpan energi alternatif yang terlebih dahulu dikonversikan menjadi energi listrik. Salah satu upaya untuk penyelamatan dari ketergantungan pada minyak bumi.Banyaknya energi yang berubah menjadi bentuk energi yang lain sama dengan banyaknya energi yang berkurang sehingga jumlah atau total energi dalam sistem tersebut adalah tetap, yang sesuai dengan hukum kekekalan energi. Misalnya saja ketika sebuah batu jatuh dari suatu ketinggian, batu tersebut memiliki energi. Jika batu tersebut jatuh ke tanah, energi ini akan diubah menjadi energi panas (dapat teramati pada tanah yang menjadi hangat ketika terkena batu) dan energi bunyi. Jika jumlah energi tersebut dihitung, jumlah total energi adalah sama. Energi gerak yang dimiliki batu yang jatuh akan sama dengan energi bunyi ditambah energi panas. Perubahan bentuk energi yang biasa dimanfaatkan sehari-hari antara lain: energi listrik menjadi panas contohnya kompor listrik dan pengering rambut, energi mekanik menjadi energi panas contohnya ketika dua buah benda bergesekan, energi mekanik menjadi energi bunyi contohnya ketika kita bertepuk tangan, energi listrik menjadi energi cahaya dan energi panas contohnya bola lampu, energi cahaya menjadi energi kimia contohnya proses pemotretan hingga terbentuknya foto, energi kimia menjadi energi listrik contohnya pada baterai dan aki. Berpijak pada hal inilah penyusun tertarik melakukan studi mengenai baterai. Dari hasil studi ini kemudian dituangkan kedalam bentuk laporan yang didalamnya berisi pengetahuan menyangkut masalah baterai tersebut, dengan harapan laporan ini dapat digunakan sebagai sumber informasi dan sekaligus sebagai referensi khususnya bagi mahasiswa dan umumnya bagi masyarakat luas yang ingin mengetahui lebih jauh tentang baterai.1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Bagaimana sejarah dari suatu baterai?1.2.2 Apakah pengertian suatu baterai ?1.2.3 Apa saja klasifikasi baterai ?1.2.4 Bagaimana prinsip kerja suatu baterai ?1.3Tujuan Penulisan1.3.1Untuk mengetahui sejarah dari suatu baterai.1.3.2 Untuk mengetahui pengertian dari suatu baterai.1.3.3 Untuk mengetahui pengklasifikasian suatu baterai.1.3.4 Untuk mengetahui prinsip kerja suatu baterai.1.4 Batasan MasalahSehubung dengan luasnya materi bahasan yang menyangkut baterai, maka pada pembahasan ini difokuskan pada sejarah baterai, pengertian baterai, klasifikasi baterai, dan prinsip kerja suatu baterai.BAB II

ANALISIS2.1Sejarah Baterai

Investigasi ilmiah mengenai kelistrikan dimulai ketika Luigi Galvani (1737-1798) serta Alessandro Volta (1745-1827) aktif melakukan temuan-temuan penting. Kedua nama ini, sampai detik ini masih digunakan di dunia teknik kelistrikan , istilah Galvanic Cell dan Volt masih sering kita dengar. Temuan temuan penting hasil eksperimen keduanya yaitu pada tahun 1800 Volta mengembangkan baterai berdasarkan penelitian Luigi Galvani dan membuktikan bahwa teori Galvani yaitu efek kejutan kaki kodok adalah salah. Secara fakta, efek ini muncul akibat dua logam tak sejenis dari pisau bedah Galvani. Berdasarkan pendapat ini, Volta berhasil menciptakan Baterai Volta (Volta Pile). Atas jasanya, satuan beda potensial listrik dinamakan Volt.Tahun 1802 Johann Wilhem Ritter menciptakan baterai pertama yang dinamakan "Ritter Pile". Semenjak itulah berbagai temuan dan penelitian berkembang pesat seiring dengan temuan bola lampu oleh Thomas Alfa Edison, serta diperkenalkannya Dynamo yang diaplikasikan pada berbagai macam peralatan yang ditemukan sesudah Revolusi Industri di Inggris pada akhir abad ke-19. Produksi "LEAD Battery" pertama dipatenkan oleh Faur pada tahun 1880 disusul oleh Jungner dan Edison tahun 1899 dan 1901 dengan menggunakan nikel-cadmium dan diproduksi masal tidak lama kemudian. Masih banyak penemuan lain yang mengembangkan sistem elektro-kimia penyimpan listrik dan terus mengalami penyempurnaan.

Awal abad ke 19 penggunaan sistem elektro kimia berbasis Lead-acid digunakan secara besar besaran dan terus mengalami penyempurnaan-penyempurnaan namun teknologi dasar nya tetap tidak berubah hingga kini yaitu : elektrokimia dengan basic LEAD (Pb + PbO2) bereaksi dengan elektrolit asam sulfat ( H2SO4).2.2Pengertian BateraiBateraiadalah alatlistrik-kimiawiyang menyimpanenergidengan mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan dapat mengeluarkan energi dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari tiga komponen penting seperti di ilustrasikan dalam gambar 1, yaitu:batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai), seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai), danpasta sebagai elektrolit (penghantar). Baterai berisi bahan-bahan kimia yang dapat memproduksi elektron. Reaksi kimia yang dapat menghasilkan elektron disebut dengan Reaksi Elektrokimia. Dalam operasi elektrolit, yang terdiri karbon tanah, mangan dioksida, amoniak sal, dan seng klorida menyebabkan elektron mengalir dan menyebabkan listrik. Baterai memiliki dua terminal, terminal pertama bertanda positif (+) dan terminal kedua bertanda negatif (-).

Gambar 1 Susunan dasar suatu bateraiElektron-elektron di kumpulkan pada kutub negatif. Jika kabel dihubungkan antara kutub negatif dan kutub positif, maka elektron akanmengalir dari kutub negatif ke kutub positif dengan cepatnya. Selain kabel, sebuah penghubung atau Load dapat berupa light bulb, sebuah motor atau sirkuit elektronik seperti radio.

Di dalam beterai sendiri, terjadi sebuah reaksi kimia yang menghasilkan elektron. Kecepatan dari proses ini (elektron, sebagai hasil dari elektrokimia) mengontrol seberapa banyak elektron dapat mengalir diantara kedua kutub. Elektron mengalir dari baterai ke kabel dan tentunya bergerak dari kutub negatif ke kutub positif tempat dimana reaksi kimia tersebut sedang berlangsung. Baterai bisa bertahan selama satu tahun dan masih memiliki sedikit power, selama tidak terjadi reaksi kimia atau selama tidak dihubungkan dengan kabel atau sejenis Load lain. Ketika dihubungkan dengan kabel maka reaksi kimia dimulai.

Secara harfiah baterai berfungsi sebagai media penyimpan dan penyedia energi listrik. Sumber listrik yang digunakan sebagai pembangkit power dalam bentuk arus searah (DC). Alat ini digunakan elektronika termasuk diantaranya komputer.Baterai merupakan sekumpulan sel-sel kimia yang masing-masing berisi dua elektronlogam yang dicelupkan dalam larutan penghantar yang disebut elektrolit. Akibatreaksi-reaksi kimia antara konduktor-konduktor dan elektrolit satu elektrodaanoda bermuatan positif dan lainnya, katoda , menjadi bermuatan negatif. Gambar 2: Konstruksi Baterai

Baterai dinilai oleh kapasitas amp-hour (Ah) berdasarkan jumlah energi yang diperlukan untuk menjalankan muatan dan berapa hari yang diperlukan untuk menyimpan energi karena kondisi cuaca.Beberapa faktor dapat berdampak pada kapasitas baterai, termasuk peringkat, penilaian of discharge (pembebanan), kedalaman pembebanan, suhu, umur, dan karakteristik recharging. Kapasitas yang diminta juga dipengaruhi oleh ukuran muatan. Jika muatan berkurang, kapasitas juga berkurang.

Dengan semakin berkembangnya era globalisasi, terdapat suatu alat elektrokimia yang mirip dengan baterai. Sel bahan bakaradalah sebuah alatelektrokimiayang mirip denganbaterai, tetapi berbeda karena dia dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya yang terkonsumsi; yaitu dia memproduksi listrik dari penyediaan bahan bakarhidrogendanoksigendari luar. Hal ini berbeda dengan energi internal dari baterai. Sebagai tambahan, elektroda dalam baterai bereaksi dan berganti pada saat baterai diisi atau dibuang energinya, sedangkan elektroda sel bahan bakar adalah katalitik dan relatif stabil.

Reaktanyang biasanya digunakan dalam sebuah sel bahan bakar adalahhidrogendi sisianodedanoksigendi sisikatoda(sebuah sel hidrogen). Biasanya, aliran reaktan mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka panjang dapat terus menerus dilakukan selama aliran tersebut dapat dijaga kelangsungannya.

Sel bahan bakar seringkali dianggap sangat menarik dalam aplikasi modern karena efisiensi tinggi dan penggunaan bebas-emisi, berlawanan dengan bahan bakar umum. sepertimetanaataugas alamyang menghasilkankarbon dioksida. Satu-satunyahasil produkdari bahan bakar yang beroperasi menggunakan hidrogen murni adalahuap air. Namun ada kekhawatiran dalam proses pembuatan hidrogen yang menggunakan banyak energi. Memproduksi hidrogen membutuhkan "carrier" hidrogen (Biasanyabahan bakar fosil, meskipun air dapat dijadikan alternatif), dan juga listrik, yang diproduksi oleh bahan bakar konvensional. Meskipun sumberenergi alternatifsepertienergi angindansuryadapat juga digunakan, namun sekarang ini mereka sangat mahal.2.3Klasifikasi Baterai

Baterai dikelompokkan menjadi 2 (dua), yaitu:2.3.1. Baterai Primer Baterai primer yaitu baterai yang hanya digunakan satu kali karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction) dan setelah habis isi (Recharge). Pada baterai primer, elektroda positif (kutub positif) berupa batang karbon dan pembungkus terbuat dari seng yang merupakan elektroda negative (kutub negatif). Adapun susunan baterai primer ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3: Susunan Baterai PrimerElektrolit larutan yang menghantarkan arus listrik berupa larutan amonium klorida (NH4CL) dan depolarisasinya zat kimia yang terbuat dari mangan dioksida (MnO2) bercampur serbuk karbon. Elemen