Elemen Kering (Baterai)

A. DEFENISI


Definisi baterai adalah elemen (sel) sumber arus listrik searah. Alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai biasanya terdiri atas beberapa buah sel listrik. Jika dalam sel listrik itu terjadi reaksi kimia, pada kedua elektronnya akan mempunyai beda potensial.
Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.
Baterai merupakan elemen elektrokimia primer, dan sebenarnya merupakan elemen Leclanche kering dengan elektrolit pasta ammonium klorida (NH4Cl) yang dicampur dengan seng klorida (ZnCl4), serbuk kayu, tepung, atau getah. Setiap sel mempunyai GGL 1,5 volt. Baterai biasanya dipakai untuk lampu senter, radio transistor, jam dinding dan lain-lain. Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).
Akibat gerak listrik (arus listrik) yang berasal dari potensial tinggi (+) jika ada polarisasi menuju potensial rendah (-) walaupun seharusnya gerak elektron itu berasal dari (-) menuju (+)

B.BAGIAN BAGIAN BATERAI

1 Batang karbon (C):
Sebagai kutub positive / anode yang dilapisi oleh kuningan
2 Amonium clorida (NH4Cl) sebagai larutan elektrolit dan memisahkan dua kutub berlawanan tersebut.
3 Serbuk dalam baterai terdiri dari      :
mangan dioksida (MnO2),serbuk C,batu kawi.
4 Seng (Zn) sebagai kutub negative
-) Apabila dua kutub sebuah sel dihubungkan dalam suatu rangkaian, maka akan terjadi reaksi kimia yang melibatkan batang karbon, seng, dan beberapa bahan kimia di dalam pasta. Hasilnya, batang karbon kekurangan elektron sehingga menjadi bermuatan positive. elektron-elektron yang mengumpul  pada seng membuat seng kelebihan elektron dan menjadi bermuatan negative pada sel kering tersebut. Akibatnya, timbullah arus listrik karena tegangan Zn lebih besar dari tegangan C sehingga mengalir dari Zn ke C.

C.FUNGSI BATERAI

1 Baterai digunakan sebagai sumber listrik arus searah.
2 Sebagai penerangan darurat/cadangan.

D.KELEBIHAN DAN KELEMAHAN

Kelebihan :
1.Dapat menyimpan energi listrik.
2.Bentuknya bervariasi  , bisa dipilih sesuai kebutuhan.
3.Fortable (mudah dibawa).
4.Harganya terjangkau.

Kelemahan         :
1.Kapasitas terbatas (kecil).
2.Tidak bisa digunakan sebagai suplay utama listrik.
3.Tidak bisa ditransmisikan.
4.Tidak bisa untuk tegangan tinggi.
5.Sifatnya searah   

E. SEJARAH BATERAI

Orang ( penemu ) yang berjasa terhadap perkembangan baterai: John Frederic Daniell, Thomas Edison, Luigi Galvani, Moritz von Jacobi, Georges Leclanché, Slavoljub Penkala, Nikola Tesla Alessandro Volta. Baterai pertama di buat oleh Alessandro Volta pada tahun 1800. Dia membuat sebuah penampung muatan. Seperti gambar di bawah ini:

Lalu pertanyaan selanjutnya ialah bagaimana electron itu dapat di hasilkan ? Sekitar tahun 1866, Leclanche membuat sebuah baterai kering.

Gambar: Sebuah Baterai Kering
Baterai tersebut terdiri atas suatu silinder seng yang berisi pasta dari campuran batu kawi MnO2, salmiak NH4Cl karbon C dan sedikit air. Seng berfungsi sebagai anode dan grafit yang dicelupkan ditengah-tengah pasta sebagai elektroda inert yang merupakan katode. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai oksidator. Reaksi rumit tersebut di sederhanakan menjadi:
Anoda: Zn(s)—-> Zn2+ (aq) + 2e
Katoda : 2MnO2 (s) + 2NH4+ (aq) + 2e —->Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l)
Zn(s) + 2NH4+(aq) + 2MnO2 (s)—-> Zn2+ (aq) + Mn2O3 (s)+ 2NH3 (aq) + H2O (l)
Potensial satu sel Leclanche adalah 1,5 volt. Namun sel Leclanche tidak dapat di isi kembali. Baterai kering jenis “alkaline” pada dasarnya sama dengan sel Leclanche tapi bersifat basa karena menggunakan KOH menggantikan NH4Cl dalam pasta. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Anode : Zn (s) + 2OH (aq)—-> Zn(OH)2 + 2e
Katoda : 2MnO2(s) + 2H2O (l) +2e—-> 2MnO(OH)(s) + 2OH- Potensial dari baterai “alkaline” juga 1,5 volt, tetapi baterai ini dapat bertahan lebih lama. AAA adalah baterai berukuran panjang 44,5 mm dan diameter 10,5 mm dan memiliki berat sekitar 11,5 gram. Baterai alkalin ukuran ini memiliki tegangan 1,5 volt dan kuat arus dari 900 sampai 1.155 Ampere. Baterai Nikel logam hidrida (NiMH) ukuran ini dapat menyimpan sampai 1000 mAh dengan tegangan 1,2 Volt. Baterai AAA juga memiliki kode lainnya seperti LR03 (IEC), 24A (ANSI/NEDA), R03, MN2400, AM4, UM4, HP16, atau mikro. Baterai berukuran AAA umum digunakan dalam alat elektronik kecil seperti remote control, pemutar MP3 dan kamera digital.

Gambar: Dua buah baterai NiMH berukuran AAA

F. Bahan Kimia Yang Digunakan dalam Pembuatan

Belerang, Air raksa, Asam sulfat, Seng, Amonium klorida, Antimon, Kadmium, Perak, Nikel, Hidrida logam nickel, Litium, Hidrida, Kobalt, Mangan, Nitrogliserin, Rubidium
G. Prinsip Kerja Baterai

Baterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Batere terdiri dari beberapa sel listrik, sel listrik tersebut menjadi penyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia.
Sel batere tersebut elektroda – elektroda. Elektroda negatif disebut katoda, yang berfungsi sebagai pemberi elektron. Elektroda positif disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron.
Antara anoda dan katoda akan mengalir arus yaitu dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan electron akan mengalir dari ktoda menuju anoda.
Terdapat 2 proses yang terjadi pada baterai

1. Proses Pengisian : Proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia.
2. Proses Pengosongan : Proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik

H. Jenis Baterai

Baterai dikelompokan menjadi 2 jenis yaitu :
1. Baterai Primer yaitu batere yang hanya digunakan satu kali, dan setelah habis isi (Recharge).

a. Baterai Leclenche (Zn MnO2) baterai sel kering /Dry Cell. Merupakan jenis baterai yang banyak digunakan sejak beberapa puluh tahun yng lalu. Satu sel batere berkapasitas 1,5 volt. Kutub positif (Anoda) mengunakan Zn, Kutub negatip (Katoda) menggunakan MnO2 Pada suhu tingi kapasitas sel leclanche akan turun dengan drastic, oleh sebab itu penyimpanan batere ini harus ditempat yang bersuhu rendah.

b.Baterai sel kering Magnesium (MgMnO2). Merupakan jenis batere yang memiliki konstruksi serupa dengan batere seng. Memiliki kapasitas satu cell 1,5 volt. Kutub positip (Anoda) menggunakan Mg, Kutub negatif (Katoda) menggunakan MnO­2. Baterai ini memiliki kelebihan kapasitas umur 2x sel kering dan stabil pada temperature tinggi. Adapun kekurangannya yaitu, tidak bisa dibuat sekecil mungkin. Pada keadaan kerja akan timbul Reaksi Parasitik akibat dari pembuangan gas hydrogen.

c. Baterai MnO2 Alkaline. Sama seperti dua jenis baterai diatas dan memiliki kapasitas 1,5 volt, hanya memiliki perbedaan pada segi konstruksi, elektrolitnya, dan tahanan dalamnya lebih kecil. Batere ini memiliki kelebihan yaitu :
· Pada proses pemakaian akan tetap pada rating yang dimiliki meskipun pemakaiannya tak menentu.
· Pada pembebanan tingi dan terus menerus, mampu memberikan umur pelayanan 2 – 10 kali pemakaian dari sel leclanche.
· Sangat baik dioperasikan pada temperature rendah sampai -25 derajat celcius.
Baterai yang sering digunakan adalah zinc-alcaline manganese oxide. zinc-alcaline manganese oxide memberikan daya olebih per penggunaannya dibandingkan batere sekunder. zinc-alcaline manganese oxide mempunyai umur (waktu hidup yang lama).
Rechargeable alcaline
Baterai alcaline mempunyai umur(waktu hidup) yang panjang ,namun daur hidupnya lebih pendek dari pada batere sekunder lainnya.

d.Sel Merkuri. Baterai ini pada Anoda menggunakan Zn dan pada katoda menggunakan Oksida Merkuri. Dan pada elektrolit menggunakan Alkaline. Kapasitas maksimal stabil yaitu 1,35 volt, yang biasa digunakan pada tegangan referensi. Kapasitas dari batere ini dapat sampai 1,4 volt bila katodanya Oxida Merkuri atau Oxida Mangan. Dari segi ukuran berdiameter dari 3/8- 1 inchi.

e.Sel oksida perak (AgO2). Baterai ini pada Katoda menggunakan serbuk elektroloit alkaline dan pada Anoda menggunakan oksida perak. Teganagan pada Open Circuit yaitu1,6 volt dan tegangan nominal pada beban sebesar 1,5 volt apabila katodanya oksida merkuri atau oksida mangan. Dari segi ukuran batere ini sebesar 0.3 – 0.5 inchi. Biasa digunakan untuk kamera, alat bantu pendengaran dan jam elektronik.

f. Baterai Litium. Jenis baru dari sel primer, yang mempunti tegangan out put yang tinggi,memiliki umur yangf panjang, ringan dan kecil. Sehingga baterai ini digunakan untuk pemakaian khusus. Tegangan out put tanpa beban sebesar 2,9 volt atau 3,7 volt, tergantung dari elektrolit yang digunakan. Penggunaan litium sangat terbatas, biasa digunakan dalam bidang militer, karena apabila tidak hati-hati dalam penggunaan bisa meledak.

2. Baterai Sakunder yaitu batere yang bias digunakan berkali kali dengan mengisi kembali muatannya, apabila telah habis energinya setelah dipakai.

I. Cara Kerja Baterai

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). 

J. GAMBAR BATERAI


Referensi
http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2106455-pengertian-baterai/
http://rofiqsr.blogspot.com/2012/12/elemen-kering-baterai.html
http://www.google.co.id/ 
http://sumberkita.com/elemen-baterai-kering/
http://kimiaunsps2.wordpress.com/2008/12/15/terapan/

.

Ditulis Oleh : AHMAD ROFIQ SAJA ~ DosoGames

Muh.Akram Anda sedang membaca artikel berjudul Elemen Kering (Baterai) yang ditulis oleh Download Mp3 Terbaru yang berisi tentang : Dan Maaf, Anda tidak diperbolehkan mengcopy paste artikel ini.

Jika Anda menyukai Artikel di blog ini, Silahkan berlangganan gratis via email, dengan begitu Anda akan mendapat kiriman artikel setiap ada artikel yang terbit di Download Mp3 Terbaru

Back to top