AKI KERING DAN BATERAI KERING

AKI KERING

Pengertian

Aki atau Storage Battery adalah sebuah sel atau elemen sekunder dan merupakansumber arus listrik searah yang dapat mengubah energy kimia menjadi energy listrik. Aki termasuk elemen elektrokimia yang dapat mempengaruhi zat pereaksinya, sehingga disebut elemen sekunder. Kutub positif aki menggunakan lempeng oksida dan kutub negatifnya menggunakan lempeng timbale sedangkan larutan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat.

Cara kerja

·         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 (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.

·         Saat baterai menerima arus

Baterai yang menerima arus adalah baterai yang sedang disetrum/dicas alias sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC, dimana kutup positif baterai 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 = Voltasetotal). Hal ini bisa ditemukan di bengkel aki 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 (penjelasan tentang ini bisa ditemukan di bagian bawah).

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).

Jenis Elektroda

Sel aki terdiri atas timbal (Pb) sebagai anode dantimbaldioksida (PbO₂) sebagaikatodekemudiankeduaelektrodaitudicelupkandalamlarutanasamsulfat (H₂SO₄). Keduaelektrodaitubtidakperludipisahkandenganjembatangaram

Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut :

Anoda Pb (-) : Pb + SO42- → PbSO4 + 2e– Katoda PbO2 (+) : PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e– → PbSO4 + 2H2O

Reaksi total : Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- → 2PbSO4 + 2H2O

Kelebihan dan kekurangan

·         Kelebihan :

1.      mampu menyediakan sumber energi yang lebih besar (sebagai starter),

2.      mempunyaiwaktu hidup relatif panjang,

3.      efektif pada suhu rendah.

·         Kerugian :

1.      Kapasitas dapat hilang: PbSO4 yang dibutuhkan saat tahap recharge, melapislempeng baterai setelah baterai didischarge, terjadi pengurangan PbSO4. Apabila terus menerus terjadimaka makin hilang kapasitasnya, dan tidak dapat lagi diisi kembali.

2.      Resiko keselamatan: sel yang sudah lama menimbulkan kerak dan dapat kehilangan air jika digunakan. Selama pengisian kembali, terkadang air akan terhidrolisis menghasilkan H2 dan O2, dimana dapat meledak jika disulut, dan kepercikan H2SO4.

BATERAI KERING

CARA KERJA BATERAI KERING

Bateraikering (selLechlance) terdiriatassuatusilindersengsebagai anode danbatangkarbonsebagaikatode.Silinderdiisi pasta yang terdiriatascampuranbatukawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), sedikit air, dan di tengah pasta itudiletakkanbatangkarbon.Karenakarbonmerupakan electrode inert(sukarbereaksi), pasta berfungsisebagaioksidator(katode). Reaksinyadapatditulissebagaiberikut.

Anode          : Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e^-

Katode         : 2 MnO₂(s) + 2 NH₄^-    (aq) + 2e^- → Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(aq) + H₂O(l)

Redoks         : Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l)

Selanjunya, Zn dan NH₃membentuk ion kompleks [Zn(NH₃)₄]²⁺

Zn²⁺(aq) + 4 NH₃(aq) → [Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)

Potensial tiap baterai kering adalah 1,5 volt. Baterai kering jika sudah habis tidak dapat diisi ulang sehingga disebut sel primer. Untuk membuatnya tahan lama, maka NH₄Cl digantidengan KOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

Anode             :Zn(s) + 2 OH^-(aq) → Zn(OH)₂ + 2e^-

Katode            :2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) + 2e^‑ → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH^-

Redoks            :Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) → Zn(OH)₂(s) + 2 MnO(OH)(s)

 JENIS ELEKTRODA

Baterai sel kering mempunyai dua elektroda, positif dan negatif. Keduanya dipisahkan oleh pasta kimia yg disebut elektrolit. Biasanya elektroda positif berupa batang karbon, dan elektroda negatif berupa pelat seng. Jika kedua elektroda itu dihubungkan dengan kawat, zarah kecil yg disebut elektron akan bergerak dari arah elektroda negatif ke positif lewat kawat ini. Aliran elektron itulah listrik. Kerja Atom Sel Kering 1. ketika atom seng di pelat seng menjadi ion, atom itu melepaskan elektron. 2. elektron yang dilepaskan berjalan lewat kawat ke elektroda positif 3. elektron dan ion hidrogen berpadu menjadi gelembung gas hidrogen 4. gas hidrogen dan oksigen dalam superoksid mangan berpadu menjadi air.