5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Baterai
Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik di mana di dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible dapat berbalikan dengan
efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan energi kimia
menjadi energi listrik proses pengosongan, dan sebaliknya dari energi listrik menjadi energi kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-
elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah polaritas yang berlawanan di dalam sel.
Jenis sel baterai ini disebut juga Storage Battery, adalah suatu baterai yang dapat digunakan berulang kali pada keadaan sumber listrik arus bolak
– balik AC.
2.1.1 Jenis – Jenis Baterai
Jenis-jenis baterai dibedakan berdasarkan bahan elektrolit yang digunakan pada baterai tersebut. Bahan elektrolit yang banyak digunakan pada baterai adalah
jenis asam Lead acid dan basa alkali. Untuk itu dibawah ini akan dibahas beberapa jenis baterai :
1. Baterai Asam Lead Acid Storage Battery Baterai asam bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang Sulfuric
Acid = H
2
SO
4
. Di dalam baterai asam, elektroda-elektrodanya terdiri
Universitas Sumatera Utara
dari pelat-pelat timah peroksida PbO
2
Lead Peroxide sebagai anoda kutub positif dan timah murni Pb Lead Sponge sebagai katoda
kutub negatif. Ciri-ciri umum tergantung pabrik pembuat sebagai berikut.
- Tegangan nominal per sel 2 volt.
- Ukuran baterai per sel lebih besar bila dibandingkan dengan baterai
alkali. -
Nilai berat jenis elektrolit sebanding dengan kapasitas baterai. -
Suhu elektrolit sangat mempengaruhi terhadap nilai berat jenis elektrolit, semakin tinggi suhu elektrolit semakin rendah berat
jenisnya dan sebaliknya. -
Nilai standar berat jenis elektrolit tergantung dari pabrik pembuatnya.
- Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya
dapat mencapai 10-15 tahun, dengan syarat suhu baterai tidak lebih dari 20
C. -
Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. sebagai contoh adalah :
Pengisian awal Initial Charge : 2,7 Volt Pengisian secara Floating : 2,18 Volt
Pengisian secara Equalizing : 2,25 Volt Pengisian secara Boosting : 2,37 Volt.
- Tegangan pengosongan per sel Discharge: 2,0
– 1,8 Volt.
Universitas Sumatera Utara
2. Baterai Alkali Alkaline Storage Battery Baterai alkali bahan elektrolitnya adalah larutan alkali Potassium
Hydroxide yang terdiri dari : - Nickel-Iron Alkaline Battery Ni-Fe battery
- Nickel-Cadmium Alkaline Battery Ni-Cd battery Pada umumnya yang banyak dipergunakan di instansi unit pembangkit
adalah baterai alkali-cadmium Ni-Cd. Ciri-ciri umum tergantung pabrik pembuat sebagai berikut.
- Tegangan nominal per sel 1,2 volt - Nilai berat jenis elektrolit tidak sebanding dengan kapasitas
baterai. - Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan,
biasanya dapat mencapai 15-20 tahun, dengan syarat suhu baterai tidak lebih dari 20
C. - Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk
operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. Sebagai contoh adalah :
Pengisian awal initial charge = 1,6-1,9 Volt Pengisian secara Floating = 1,40-1,42 volt
Pengisian secara Equalizing = 1,45 Volt Pengisian secara Boosting = 1,50-1,65 Volt
Tegangan Pengosongan per sel Discharge : 1 Volt.
Universitas Sumatera Utara
3. Baterai Ni-Cd Nickel-Cadmium Baterai
Ni-Cd Nickel-Cadmium
adalah jenis
baterai yang
menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium sebagai bahan Elektrolitnya. Baterai Ni-Cd memiliki kemampuan beroperasi
dalam jangkauan suhu yang luas dan siklus daya tahan yang lama. Di satu sisi, Baterai Ni-Cd akan melakukan discharge sendiri self
discharge sekitar 30 per bulan saat tidak digunakan. Baterai Ni-Cd juga mengandung 15 Toksinracun yaitu bahan Carcinogenic
Cadmium yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan hidup.
4. Baterai Ni-MH Nickel-Metal Hydride Baterai Ni-MH Nickel-Metal Hydride memiliki keunggulan yang
hampir sama dengan Ni-Cd, tetapi baterai Ni-MH mempunyai kapasitas 30 lebih tinggi dibandingkan dengan Baterai Ni-Cd serta tidak
memiliki zat berbahaya Cadmium yang dapat merusak lingkungan dan kesehatan manusia. Baterai Ni-MH dapat diisi ulang hingga ratusan kali
sehingga dapat menghemat biaya dalam pembelian baterai. Baterai Ni- MH memiliki Self-discharge sekitar 40 setiap bulan jika tidak
digunakan. Saat ini Baterai Ni-MH banyak digunakan dalam Kamera dan Radio Komunikasi. Meskipun tidak memiliki zat berbahaya
Cadmium, Baterai Ni-MH tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan Lingkungan hidup,
sehingga perlu dilakukan daur ulang recycle dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat.
Universitas Sumatera Utara
5. Baterai Li-Ion Lithium-Ion Baterai jenis Li-Ion Lithium-Ion merupakan jenis baterai yang paling
banyak digunakan pada peralatan Elektronika portabel seperti Digital Kamera, Handphone, Video Kamera ataupun Laptop. Baterai Li-Ion
memiliki daya tahan siklus yang tinggi dan juga lebih ringan sekitar 30 serta menyediakan kapasitas yang lebih tinggi sekitar 30 jika
dibandingkan dengan Baterai Ni-MH. Rasio Self-discharge adalah sekitar 20 per bulan. Baterai Li-Ion lebih ramah lingkungan karena
tidak mengandung zat berbahaya Cadmium. Sama seperti Baterai Ni- MH Nickel- Metal Hydride, Meskipun tidak memiliki zat berbahaya
Cadmium, Baterai Li-Ion tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan lingkungan hidup, sehingga perlu
dilakukan daur ulang recycle dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat.
2.1.2 Prinsip Kerja Baterai