Baterai Ni- Cd Nikel-Kadmium

64 1 Ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali. Secara sederhana aki merupakan sel yang terdiri dari elektroda Pb sebagai anoda dan PbO 2 sebagai katoda dengan elektrolit H 2 SO 4 . Sumber : old.analyticalchem.itb.ac.id Gamber 3. 13 Katoda, Anoda, dan Larutan Elektrolit pada Sel Aki Selama pemakaian akan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik, terjadi perubahan katoda, anoda dan elektrolitnya. Arus listrik dihasilkan oleh reaksi redoks spontan, dalam reaksi ini dilepaskan elektron-elektron sehingga arus listrik mengalir pada penghantar luar dari elektroda positif ke elektroda negatif, sehingga pada anoda terjadi perubahan dari timbal dioksida PbO 2 menjadi timbal sulfat PbSO 4 dan pada katoda terjadi perubahan dari timbal murni Pb menjadi timbal sulfat PbSO 4 . Pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer karena ketika anoda dan katoda berubah menjadi timbal sulfat akan menyerap ion sulfat dari larutan elektrolit dengan mereduksinya menjadi air. Reaksi elektrokimia yang terjadi pada saat aki digunakan, Pada elektrolit H 2 SO 4 aq → 2H + aq + SO 4 2 – aq Katoda - : Pb s + SO 4 2 – aq ↔ PbSO 4 s Eº = + 1,69 Volt Anoda + : PbO 2 s + 2H + aq + 2e ↔ PbSO 4 s + 2H 2 Ol Eº = - 0,36 Volt Reaksi sel : Pb s + PbO 2 s + 2H 2 SO 4 aq ↔ 2 PbSO 4 s + 2H 2 O l 65 Potensial yang dihasilkan oleh masing-masing sel tunggal aki selama konsentrasi dan temperatur yang standar adalah 2.05 Volt. Eº sel = Eº katoda – Eº anoda = 1,69 Volt – – 0,36 Volt = 2,05 Volt Pada saat aki digunakan, anoda maupun katoda perlahan - lahan akan berubah menjadi timbal sulfat PbSO 4 . Tidak seperti sel kering, reaksi sel asam timbal dapat dikembalikan ke keadaan asalnya dengan mengalirkan listrik melalui sel dalam arah yang berlawanan atau membalik reaksi dalam sel, merubah timbal sulfat dalam pelat kembali ke bahan aktif asal dan mengembalikan ion sulfat ke elektrolit. Pengisian aki sering disebut penyetruman aki. Pada waktu proses pengisianpenyetruman aki terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Pengisian aki dilakukan dengan mengalirkan arus searah yang memiliki beda potensial lebih besar dari beda potensial aki dengan cara menghubungkan kutub positif sumber arus pengisi dengan kutub positif aki PbO 2 dan kutub negatif sumber arus pengisi dengan kutub negatif aki Pb. Muatan listrik yang telah berpindah ke kutub negatif, dipindahkan kembali ke kutub positif sehingga potensial kutub positif kembali lebih tinggi daripada potensial kutub negatif. Elektron - elektron pada aki dipaksa kembali ke elektroda aki semula, sehingga dapat membalik reaksi kimia pada kedua elektrodanya. Agar hasil pengisian aki lebih baik, maka digunakan arus kecil dengan waktu yang lama. Reaksi kimia saat aki diisi, yaitu: Pada elektrolit H 2 SO 4 aq → 2H + aq + SO 4 2 – aq Katoda - : PbSO 4 s + 2H + aq ↔ Pb s + H 2 SO 4 aq Anoda + : PbSO 4 s + SO 4 2 – aq + 2H 2 O l ↔ PbO 2 s + 2H 2 SO 4 aq Total reaksi elektrokimia saat pengisian aki adalah kebalikan dari reaksi pemakaian aki yaitu : 2 PbSO 4 s + 2H 2 O l ↔ Pb s + PbO 2 s + 2H 2 SO 4 aq 66 Jadi, pengisian aki pada prinsipnya mengubah anoda dan katoda yang berupa timbal sulfat PbSO 4 menjadi timbal dioksida PbO 2 dan timbal murni Pb. Ion Pb 2+ tereduksi menjadi timbal logam di katoda, dan ion Pb 2+ teroksidasi menjadi PbO 2 di anoda. Pada saat pengisian aki terjadi penguapan air sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan menurunkan permukaan asam sulfat . Oleh sebab itu, perlu ditambah air aki untuk menormalkan kembali. Secara umum di pasaran kita mengenal dua jenis aki , aki basah dan aki kering. Yang termasuk jenis-jenis baterai asam timbal adalah aki basah konvensional, aki hybrid, aki kalsium, aki bebas perawatanmaintenance free MF, dan aki kering.

3. Baterai Pada Kendaraan Bermotor

Pada kendaraan bermotor aki merupakan sumber arus listrik yang digunakan untuk menghidupkan mesin kendaraan, menghidupkan klakson, lampu, mensuplai energi pada proses sistem pengapian dan sebagainya. Aki pada mobil dan motor biasanya menghasilkan beda potensial 12 Volt terdiri dari 6 sel. Pada saat mesin kendaraan bermotor dihidupkan secara otomatis dinamo Ampere akan mengisi aki sehingga kondisi aki terus dapat digunakan sebagai sumber listrik. Bila dinamo Ampere pada sel aki rusak, aki dapat kekurangan potensial listrik sehingga tidak mampu menghidupkan kendaraan. Adanya kebocoran arus listrik menyebabkan aki mengalami pengosongan dan kendaraan yang tidak digunakan dalam waktu lama menyebabkan energi listrik yang tersimpan pada aki dapat berkurang cukup banyak dan mesin sulit dihidupkan. Secara umum reaksi elektrokimia aki pada kendaraan bermotor dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Baterai saat diisi air dan diberi arus penuh Saat baterai berisikan air asam sulfat dan dalam keadaan diberi arus penuh temperatur 20°C, pada keadaan ini bahan aktif di kutub positif adalah timbal dioksida PbO 2 bewarna coklat dan di kutub negatif adalah timbal Pb berwarna abu-abu. 2. Baterai saat digunakan