Senin, 25 Mei 2015



BATERAI (AKI) 


Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Kelistrikan Otomotif
Dosen Pengampu : Drs. C Sudibyo, M.T





Oleh :
RETNO DAMAYANTI
K2513056





PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2015/2016


KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas makalah dengan Judul ”Baterai (Aki) pada Kelistrikan Otomotif” dengan lancar.
Penulis menyadari bahwa tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak tidak dapat menyelesaikan Makalah ini dengan baik. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1.      Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan lancar tanpa ada halangan.
2.      Dosen pembimbing Mata Kuliah Teknologi Pembelajaran, Bapak Drs. C. Sudibyo, M.T. yang telah membimbing dalam penyusunan makalah ini.
3.      Orang tua yang senantiasa memberikan dukungan dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah.
4.      Teman-teman mahasiswa/mahasiswi lainnya yang telah memberikan masukan demi kesempurnaan makalah ini.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Semoga makalah ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta,9  Maret 2015







DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i
KATA PENGANTAR....................................................................................... ii              
DAFTAR ISI....................................................................................................... iii             
BAB I  PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang.......................................................................................... 1              
B.     Rumusan Masalah..................................................................................... 1
C.     Tujuan........................................................................................................ 2
BAB II LANDASAN TEORI  
A.    Pengertian dan Sejarah Baterai................................................................. 3
B.     Jenis Baterai.............................................................................................. 5
BAB III PEMBAHASAN
A.    Komponen Baterai (Aki)........................................................................... 15
B.     Reaksi Kimia Baterai (Aki).......................................................................
C.     Rangkaian Instalasi Pemakaian Baterai (Aki)........................................... 20
D.    Rangkaian Instalasi Pengisian Baterai (Aki)............................................. 23
E.     Rating Kapasitas Baterai (Aki)................................................................. 24
F.      Stiker Spesifikasi Baterai (Aki)................................................................. 25
G.    Pemeriksaan Baterai (Aki)......................................................................... 26
H.    Perawatan dan Perbaikan Baterai (Aki).................................................... 27
BAB III         
A.    Kesimpulan ............................................................................................... 30
B.     Saran.......................................................................................................... 34
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 35


















BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang
Di era yang penuh teknologi seperti sekarang ini, banyak sekali hal-hal baru ataupun hasil dari produk teknologi yang sering bahkan wajib kita gunakan untuk menunjang aktivitas kita. Salah satunya adalah alat-alat kelistrikan, alat-alat ini secara langsung ataupun tidak langsung dapat memberikan pengaruh positif yang sangat besar dalam memaksimalkan dan merealisasikan tujuan dari kegiatan kita, alasan efisiensi waktu adalah tajuk utama mengapa alat-alat kelistrikan digunakan.
Dari banyak alat-alat kelistrikan tersebut, penggunaan dan pemanfaatan baterai tidak mungkin dilepaskan dari aktivitas manusia di era sekarang ini, handphone, laptop, bahkan televisi sekalipun tidak mungkin terlepas dari peran sebuah baterai. Tapi, apakah kita semua tahu, bagaimana baterai itu bekerja, komponenen apasaja yang terdapat dalam baterai itu sendiri, tentu pemahaman dan informasi tentang baterai masih banyak diantara kita yang belum memahami.
Oleh karena alasan tersebut, maka dalam penulisan makalah ini penulis akan mengangkat judul yakni “Baterai (Aki) pada Kelistrikan Otomotif”.

B.     Rumusan Masalah
1.    Komponen apa saja yang terdapat dalam baterai (aki) ?
2.    Bagaimana reaksi kimia baterai (aki) ?
3.    Bagaimana rangkaian instalasi pemakaian baterai (aki) ?
4.    Bagaimana rangkaian instalasi pengisian baterai (aki) ?
5.    Bagaimana rating kapasitas baterai (aki) ?
6.    Bagaimana stiker spesifikasi baterai (aki) ?
7.    Bagaimana pemeriksaan pada baterai (aki)?
8.    Bagaimana perawatan dan perbaikan pada baterai (aki) ?


C.    Tujuan
1.   Mengetahui komponen baterai (aki).
2.   Mengetahui reaksi kimia baterai (aki).
3.   Mengetahui rangkaian instalasi pemakaian baterai (aki).
4.   Mengetahui rangkaian instalasi pengisian baterai (aki).
5.   Mengetahui rating kapasitas baterai (aki).
6.   Mengetahui stiker spesifikasi baterai (aki).
7.   Mengetahui pemeriksaan pada baterai (aki).
8.   Mengetahui perawatan dan perbaikan pada baterai (aki).
           





















BAB II
LANDASAN TEORI

A.    Pengertian dan Sejarah Baterai

Baterai adalah alat yang mampu menghasilkan energi listrik dengan menggunakan energi  kimia. Baterai belumlah dikenal di zaman dahulu kala. Orang-orang bahkan belum mengenal listrik. Penerangan hanya bersumber dari api. Seiring dengan kemajuan zaman, orang-orang terus berfikir untuk menemukan kehidupan yang lebih efisien. Manusia terus melakukan penelitian-penelitian untuk menemukan suatu cara hidup yang lebih maju.
Berawal dari penemuan artifak kuno yang ternyata berupa baterai sederhana di Baghdad pada tahun 1930, membuat perhatian dunia tertuju pada berbagai penelitian untuk pengembangan baterai serta pembuatan baterai. Penemuan artifak di Baghdad tersebut menunjukkan bahwa awal mula ditemukannya baterai adalah di Baghdad di mana ilmuwan Islamlah yang mempunyai kontribusi terbesar pada sejarah awal perkembangan baterai. Namun, yang tercatat secara pasti dalam sejarah adalah yakni jenis-jenis baterai awal yang dibuat oleh manusia yakni sel Daniell, sel Leclanche, dan sel aki.
Kajian-kajian mendalam mengenai konsep dasar yang dikembangkan dengan penelitian berkelanjutan akhirnya menuju pada suatu hal yang semakin maju seperti yang kita rasakan sekarang. Konsep-konsep dasar itu antara lain hantaran elektrolit, oksidasi-reduksi, dan sel elektrokimia. Hantaran elektrolit mencakup kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan listrik akibat dicelupnya dua buah elektroda (katoda dan anoda). Oksidasi-reduksi adalah suatu konsep untuk menyatakan kemampuan suatu sel elektrokimia untuk mengadakan serah-terima elektron. Adapun sel elektrokimia adalah sel yang mampu mengubah energi listrik menjadi energi kimia atau sebaliknya serta terdiri dari dua buah elektroda (katoda dan anoda) yang dicelupkan pada suatu larutan elektrolit dengan atau tanpa jembatan garam.
Untuk mengembangkan suatu penelitian khususnya dalam hal baterai, sangat perlu untuk menengok akan sejarah penemuan dan pembuatan baterai karena dengan berbekal sejarahlah seseorang dapat mengembangkan sesuatu yang lebih maju dan inovatif. Sejarah menjadi sebuah modal penting dalam perkembangan zaman. Dalam makalah ini, akan dibahas mengenai sejarah baterai (awal mula ditemukannya baterai).

Baterai atau aki adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Definisi lain dari baterai adalah alat untuk menyimpan tenaga listrik melalui proses elektrokimia sehingga sumber tenaga listrik dapat diubah menjadi tenaga kimia dan sebaliknya. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel.
Fungsi baterai atau aki pada mobil berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang dikeluarkannya bila diperlukan dan mensuplainya ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Karena di dalam proses baterai kehilangan energi kimia, maka alternator mensuplainya kembali ke dalam baterai (yang disebut pengisian). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Siklus pengisian dan pengeluaran ini terjadi berulang kali dan terus menerus.

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif (Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari empat Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery) serta Tipe Baterai Basah dan Kering.

1.      Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :

a.       Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)

Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod). Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

b.      Baterai Alkaline (Alkali)




Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan Alkaline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai Elektrodanya.
Anoda Zn (-) = Zn à Zn² + 2e
Katoda C (+) = 2MnO2 + 2NH4 2e à Mn2O3 + 2NH3 + H2O
Reaksinya :
A
noda (-) : Zn + 2OH → ZnO + HO + 2e
Katoda(+) : 2MnO2+ HO + 2e→MnO+ 2OH 
Kelebihan : 
Sangat baik dioperasikan pada temperatur rendah sampai -25 0C
Kekurangan :
Densitas energinya rendah , Sekali pakai.

c.       Baterai Lithium

Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut, Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.

d.      Baterai Silver Oxide

Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin (Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.
e.       Baterai Zinc Air Cell
Merupakan baterai standart yang digunakan pada alat bantu dengar. Sangat tahan lama, dan hanya memiliki anoda, katodanya memanfaatkan udara di sekitar.

2.      Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang) diantaranya adalah :

a.       Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmium)


Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmium) adalah jenis baterai sekunder (isi ulang) 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% Tosik/racun yaitu bahan Carcinogenic Cadmium yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan Lingkungan Hidup. Saat ini, Penggunaan dan penjualan Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmiun) dalam perangkat Portabel Konsumen telah dilarang oleh EU (European Union) berdasarkan peraturan “Directive 2006/66/EC” atau dikenal dengan “Battery Directive”.
Anode: Cd(s) + 2OH-(aq) à Cd(OH)2(s) + 2e
Katode: NiO2(s) + 2H2O(l) + 2e àNi(OH)2(s) + 2OH-(aq)  +
Cd(s)   + NiO (s) + 2H2O(l) à Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)
Kelebihan :
Murah , mudah dibawa/disimpan , dapat diperoleh dalam berbagai ukuran.
Kekurangan :
Pada pengeluaran arus yang tinggi mengeluarkan air, membebaskan gas amoniak [NH3(g)], yang menyebabkan turunnya tegangan.

b.      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.

c.       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.
d.      Baterai Li-Po (Lithium-Polimer)
Dibandingkan dengan Li-Ion, baterai Li-Po memiliki daya tahan jauh lebih baik terutama saat panas. Dan bisa karena bahannya terbuat dari senyawa polimer, bentuknya bisa flexsibel. Hanya saja lebih mahal dan masih jarang ditemukan dipasaran.
e.       Baterai Lead Acid
Biasanya dipanggil aki, banyak digunakan pada endaraan bermotor. Bentuknya besar dan berat, tidak mungkin dipasang di perangkat portabel. Tapi masih sangat dibutuhkan untuk membuat robot mobile, yang berukuran besar dan membutuhkan daya yang tinggi.
f.       Rechargeable Alkaline
Merupakan baterai alkaline yang paling murah yang dapat di-cas ulang, memiliki umur simpan yang lama dan cocok untuk penggunaan yang umum / moderat. Di antara baterai yang dapat di-cas ulang, jenis baterai ini merupakan jenis yang paling rendah siklus penge-cas-an ulangnya, sekitar 25 kali atau lebih. Namun demikian baterai ini tetap menjadi pilihan karena populernya baterai alkaline ditambah lagi dapat di-cas ulang.
3.      Baterai Tipe Kering
Contoh : Baterai Kering Sepeda Motor (1 amp), baterai remote, baterai Notebook, baterai HP, dan lain-lain.
4.      Baterai Tipe Basah
a.       Baterai dengan Pengeluaran Gas
Baterai dengan pengeluaran gas adalah baterai yang umum kita lihat sehari-hari terutama pada sepeda motor di mana pada baterai ini dilengkapi dengan selang pengeluaran gas yang berfungsi sebagai saluran pembuang  gas hasil destilasi uap cairan elektrolit  ketika baterai diberikan beban listrik.
b.      Baterai dengan Sambungan Probe
Baterai ini dilengkapi dengan sebuah probe yaitu semacam alat sensor yang dapat mendeteksi tinggi atau rendah cairan elektrolit yang terdapat didalam baterai. Bila cairan elektrolit di dalam baterai berada pada posisi Lower Level, otomatis probe akan mengirimkan sinyal dalam bentuk bunyi yang akan memberitahukan pemilik kendaraan untuk melakukan pengisian kembali cairan elektrolit.
c.       Baterai Bebas Pemeliharaan
Pada baterai ini gas hasil destilasi yang seharusnya keluar melalui tutup baterai yang dapat mengakibatkan korosif pada terminal baterai di gunakan kembali (reuse) di dalam baterai itu sendiri sehingga memungkinkan pemilik kendaraan tidak terlalu repot melakukan perawatan pada baterai jenis ini.
d.      Baterai “S”
Baterai "S" bermakna Special atau khusus, karena baterai  ini mempunyai desain khusus terutama pada bagian separatornya yang berbeda dengan desain separator pada umumnya.
















BAB III
PEMBAHASAN

A.    Komponen Baterai (Aki)
Di dalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dibuat dari timah atau berasal dari timah. Karena itu baterai tipe ini sering disebut baterai timah. Ruangan dalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya 6 sel, untuk baterai mobil) dan di dalam masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam di dalam elektrolit.
Baterai terdiri dari beberapa komponen antara lain : Kotak  baterai, terminal baterai, elektrolit baterai, lubang elektrolit baterai,  tutup baterai dan sel baterai. Dalam satu baterai terdiri dari beberapa sel baterai, tiap sel menghasilkan tegangan 2 - 2,2 V. Baterai 6 V terdiri dari 3 sel, dan baterai 12 V mempunyai 6 sel baterai yang dirangkai secara seri.
Tiap sel baterai mempunyai lubang untuk mengisi elektrolit baterai, lubang tersebut ditutup dengan tutup baterai, pada tutup terdapat lubang ventilasi yang digunakan untuk mengalirkan uap dari elektrolit baterai. Tiap sel baterai terdapat plat positif, saparator dan plat negatif, plat positif berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatif berwarna abu-abu metalik (metallic gray).
Komponen Baterai antara lain :
a.       Pembatas Dinding Sel
    Pembatas dinding sel dari sel-sel baterai, baik sel baterai positif maupun sel baterai negatif dengan tujuan  agar tidak terjadi hubungan singkat di antara sel-sel baterai tersebut dan juga untuk menjembatani antara sel 1 hingga sel 6 yang mempunyai nilai tegangan masing-masing sel yaitu 2 Volt.
b.      Kotak baterai
Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan didalamnya dibagi menjadi ruangan sesuai dengan jumlah selnya. Pada kotak baterai terdapat garis tanda upper level  dan lower level , sebagai indikator jumlah elektrolit. Dibuat dari ebonit atau plastik, wadah untuk accu 6 volt terbagi atas 3 sel, dan untuk accu 12 volt terbagi atas 6 sel. Pada kotak baterai terdapat garis tanda permukaan atas dan bawah (Upper dan Lower). Pelat-pelat posisinya ditinggikan dari dasar dan diberi penyekat, tujuannya agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan aktif (timah dan lain-lain) terjatuh dari pelat. Tutup baterai dibuat dari bahan yang sama seperti bak/wadah.
c.       Tutup Kotak Baterai
Tutup kotak baterai berada di bagian atas yang menjadi penutup dari sebuah kotak baterai yang berfungsi melindungi komponen-komponen baterai bagian dalam dari kejatuhan partikel kotoran dan debu yang beterbangan di dalam bengkel ataupun cairan pelumas yang tertumpah secara tidak sengaja oleh teknisi bengkel.
d.      Terminal Baterai
Terminal baterai berfungsi sebagai tempat mengikat kabel-kabel terminal baterai yang akan menuju kepada terminal-terminal lain semisal terminal pada kunci kontak, desain terminal baterai secara kasat mata tidak mempunyai perbedaan yang berarti namun bila kita perhatikan secara seksama sebenarnya kedua terminal tersebut mempunyai diameter yang berbeda antar terminal (+) dengan terminal (-). umumnya perbedaan tersebut terletak pada terminal (+) yang mempunyai diameter terminalnya lebih besar dari diameter terminal (-). Hal ini di desain dengan sengaja dengan tujuan untuk menghindari kesalahan pemasangan oleh teknisi mesin ketika melihat tanda-tanda (+) dan (-) yang tercetak dengan bentuk reflika timbul pada baterai telah mengalami keruskan atau keausan.
e.       Elektrolit Baterai
Elektrolit baterai merupakan campuran antara air suling (H2O) dengan asam sulfat (SO4), komposisi campuran adalah 64 % H2O  dan dan 36 % SO4. Dari campuran tersebut diperoleh elektrolit baterai dengan berat jenis 1,270. Berat jenis elektrolit pada baterai saat ini dalam keadaan terisi penuh ialah 1,260 atau 1,280 (pada temperatur 200C). Perbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan dengan asam sulfat pada masing-masing tipe berbeda. Elektrolit yang berat jenisnya 1,260 mengandung 65% air sulingan dan 35% asam sulfat, sedangkan elektrolit yang berat jenisnya 1,280 mengandung 63% air sulingan dan 37% asam sulfat. Pembetulan BJ = Harga pembacaan + 0,0007 x (Temp. elektrolit - 200C)
f.       Sumbat Ventilasi
Sumbat ventilasi ialah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Sumbat ini juga berfungsi untuk memisahkan gas hidrogen (yang terbentuk saat pengisian) dan uap asam sulfat di dalam baterai dengan cara membiarkan gas hidrogen keluar lewat lubang ventilasi, sedangkan uap asam sulfat mengembun pada tepian ventilasi dan menetes kembali ke bawah.
g.      Pelat Positif dan Negatif
Pelat positif dan negatif merupakan komponen utama suatu baterai. Kualitas pelat sangat menentukan kualitas baterai tersebut, pelat-pelat tersebut terdiri dari paduan timbal-antimon, yang diisi dengan suatu bahan aktif. Bahan aktif pada pelat positif adalah Timbal Peroksida (PbO2) yang berbentuk kristal dengan butir-butir yang sangat kecil dan berwarna kecoklat-coklatan. Sedang pada pelat negatif adalah spons-timbal yang berwarna abu-abu.
 Plat Positif :
1.      Lead grid
2.      Lead peroxida (grid filling)
Plat Negatif :
1.      Lead grid
2.      Lead sulfat (grid filling)
Hal hal tentang plat :
1.      Plat positif terbuat dari lead peroxida
2.      Plat negatif terbuat dari spongy lead
3.      Biasanya plat negatif satu lebih banyak dari plat positif, meskipun beberapa baterai memiliki jumlah kedua plat yang sama.
4.      Plat pembatas, terbat dari bahan isolasi dipasang antara plat positif dan negatif.
5.      Kemasan baterai dibuat dari bahan plastik atau bahan lain yang tahan terhadap asam.
6.      Cairan didalam baterai disebut sebagai elektrolit. Cairan mengandung kira-kira 60% air dan 40% asam sulfat.
h.      Separator dan Lapisan Serat (Fiber Glass)
Antara plat positif dan negatif disisipkan lembaran separator yang terbuat dari serat cellulosa yang diperkuat dengan resin. Lembaran lapisan serat gelas dipakai untuk melindungi bahan aktif dari pelat positif, karena timbal peroksida mempunyai daya kohesi yang lebih rendah dan mudah rontok jika dibandingkan dengan bahan aktif dari pelat negatif. Selain itu lapisan serat gelas juga berfungsi melindungi separator.
i.        Penghubung sel
Untuk menghubungkan tiap-tiap sel dari sel-sel baterai pada sel baterai (-) dan (+).Suatu baterai 12 volt mempunyai 6 sel, sedang baterai 6 volt mempunyai 3 sel. Sel merupakan unit dasar suatu baterai dan mempunyai voltase sebesar 2 volt. Penghubung sel ini terbuat dari paduan timbal-antimon. Ada dua cara menghubungkan sel-sel tersebut. Yang pertama melalui atas dinding penyekat (Over The Partition) dan yang kedua melalui dinding penyekat (Through The Partition). Terminal terdapat pada kedua sel ujung, satu bertanda positif (+) dan yang lain negatif (-). Melalui kedua terminal ini listrik dialirkan. Sel Baterai untuk menambah daya baterai dalam satuan ampere.
j.        Separator
Separator berfungsi untuk memisahkan tiap-tiap sel (-) maupun sel (+). Cara merekatkan wadah dengan tutup baterai ada tiga cara, yang pertama menggunakan sealing compound (aspal), yang kedua menggunakan bahan perekat/lem, dan yang ketiga dengan bantuan panas (heat sealing). Biasanya untuk yang pertama digunakan dengan wadah/tutup ebonit, yang kedua untuk wadah polystyren, sedangkan yang ketiga untuk wadah polypropylene.
k.      Alas Baterai
Alas baterai mempunyai fungsi sebagai kedudukan dan penumpu berat dari totalitas berat baterai, oleh karena ketika membongkar atau memasang baterai hendaknya hati-hati agar kondisi baterai tidak jatuh yang dapat menyebabkan pecah atau retak pada bagian alas baterai sehingga cairan elektrolit pada baterai dapat merembes keluar (bocor baterai).
Contoh Konstruksi Baterai Aki Mobil dan Motor :
1.      Konstruksi sebuah sel

Konstruksi Sel Baterai Aki Mobil Dan Motor Baterai terdiri dari beberapa sel dan setiap sel terdiri dari pelat positif dan pelat negatif dan sel ini dibuat dari pelat logam timbel berpori, dengan maksud dan tujuan untuk mempermudah reaksi kimia pada permukaan berpori tersebut sedangkan bahan aktif dari pelat positif adalah timbel dioksida (PbO2) berwarna coklat dan untuk pelat negatif adalah timbel (Pb) berwarna abu – abu.
2.      Konstruksi blok sel
l
Konstruksi Blok Sel Baterai Aki Mobil Dan Motor
Batang penghubung sel-sel adalah pelat – pelat yang tergabung di dalam blok blok sel dan pelat positif dibatasi oleh isolasi (separator) yang terbuat dari ebonit atau pelastik kemudian blok – blok sel ini dimasukkan dalam blok baterai yang diisi larutan asam sulfat (H2SO4) serta setiap blok sel menghasilkan tegangan sebesar 2 Volt.
3.      Hubungan blok sel

Hubungan Sel Baterai Aki Mobil Dan Motor
Tujuan dari menghubungkan blok – blok sel secara seri adalah untuk memperoleh tegangan yang lebih tinggi misalnya untuk memperoleh tegangan 12 Volt, baterai membutuhkan 6 blok sel yang masing – masing bertegangan 2 Volt.

B.     Reaksi Kimia pada Baterai (Aki)
Baterai merupakan pembangkitan listrik secara kimia. Listrik dibangkitkan akibat reaksi kimia antara plat positif,  elektrolit baterai dan plat negatif. Saat baterai dihubungkan dengan sumber listrik arus searah maka terjadi proses pengisian (charge). Proses tersebut secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:
Katoda Pb (-)              : PbSO4 +H2Pb+ H2 SO4
Anoda PbO2 (+)          : PbSO4 + SO4+ 2H2O → PbO2+ 2H2SO4
Reaksi total : PbSO4 + 2H2O + PbSO4 à PbO2 + 2H2SO42- + Pb
Saat sistem starter berfungsi maka energi listrik yang tersimpan di baterai akan mengalir ke beban, proses ini sering disebut proses pengosongan (discharge).
Proses pengosongan secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:\
Anoda                         : PbO2 ­+ H2 + 2e + H2SO4 + à PbSO4 +2H2O
Katoda            : Pb + SO4- + à PbSO4
Dari  reaksi kimia tersebut terdapat perbedaan elektrolit baterai saat kapasitas baterai penuh dan kosong,  dimana saat baterai penuh elektrolit terdiri dari 2H2SO4, sedangkan  saat kosong elektrolit baterai adalah 2H2O.
Proses Elektrokimia pada Baterai Mobil dan Motor :
1.      Baterai dalam keadaan saat di isi air dan diberi arus penuh
Proses Pengisian Baterai Arus Penuh
Proses Pengisian Baterai Arus Penuh
Saat baterai berisikan air asam sulfat dan sudah dalam keadaan diberi arus penuh maka pada saat temperatur 20°C, berat jenis air baterai = 1,285 Kg/1 dan dalam keadaan ini bahan aktif pada pelat positif adalah timbel dioksid (PbO2) bewarna coklat sedangkan pada pelat negatif timbel (Pb) berwarna abu-abu.
2.      Baterai dalam keadaan dipakai
Proses Baterai Saat Terpakai
Proses Baterai Saat Terpakai
Saat baterai dalam keadaan dipakai maka Oksigen (O2) yang berada pada pelat positif bereaksi dengan hidrogen (H) dan membentuk air (H2O) dan pada waktu yang bersamaan membuat timbel Pb pada pelat positif bereaksi dengan sisa asam (SO4) sehingga menjadi timbel sulfat (PbSO4) sedangkan pada pelat negatif juga mengalami reaksi dengan sisa asam (SO4) sehingga berubah menjadi timbel sulfat (PbSO4) pula.
3.      Baterai dalam keadaan kosong Proses Baterai Saat Kondisi Kosong
Proses Baterai Saat Kondisi Kosong
Saat baterai dalam keadaan kosong maka bila reaksi berlangsung terus menerus membuat arus listrik akan habis sehingga asam sulfat terbagi menjadi dua bagian, satu bagian membentuk air (H2O) dan bagian lain bereaksi dengan bahan pelat dan membentuk timbel sulfat (PbO4) yang menyebabkan berat jenis elektrolit menurun 1,08 kg/l.
4.      Baterai dalam keadaan pengisian arus listrik
Proses Baterai Saat Pengisian Arus Listrik
Proses Baterai Saat Pengisian Arus Listrik
Saat baterai dalam pengisian arus listrik membuat keadaan akan terbalik dikarenakan oksigen dalam asam baterai bereaksi dengan timbel pada pelat positif sehingga sisa asam terurai dari pelat – pelat dan bereaksi dengan hidrogen di dalam asam baterai. Maka hal ini akan menambah besarnya berat jenis air baterai yang mana penambahan ini akan berlangsung selama pengisian sampai berat jenis mencapai 1,285 kg/l sehingga dalam keadaan ini baterai telah terisi penuh.

C.    Rangkaian Instalasi Pemakaian Baterai (Aki)
1.      Rangkaian seri
Pada Rangkaian Seri jika dua buah baterai di jumper menjadi satu rangkaian, maka tegangannya akan bertambah tetapi arusnya tetap.
2.      Rangkaian paralel
Pada Rangkaian Paralel jika dua buah baterai di jumper menjadi satu, maka tegangannya tidak bertambah (tetap) tetapi arusnya bertambah.
3.      Rangkaian seri parallel
Pada Rangkaian Seri-Paralel, jika tiga buah baterai di jumper menjadi satu, maka tegangannya bertambah, (terakumulasi hanya dua buah baterai)  dan arusnya pun bertambah lebih besar.
D.    Rangkaian Instalasi Pengisian Baterai (Aki)
1.      Pengisian lambat
Pengisian lambat membutuhkan waktu 6 - 8 jam
2.       Pengisian cepat
Pengisian cepat membutuhkan waktu 3 jam

E.     Rating Kapasitas Baterai (Aki)
Energi yang tersimpan dalam baterai harus cukup kuat untuk starter, untuk itu baterai harus terisi penuh. Kapasitas baterai menunjukkan jumlah listrik yang disimpan baterai yang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik. Kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran plat, jumlah plat, jumlah sel dan jumlah elektrolit baterai. Terdapat 3 ukuran yang sering menunjukkan kapasitas baterai, yaitu:
1.      Cranking Current  Ampere (CCA)
Kapasitas baterai tergantung pada bahan plat yang bersinggungan dengan larutan elektrolit, bukan hanya jumlah plat tetapi besar ukuran (luas permukaan singgung) pada plat yang akan menentukan kapasitasnya.  The Internasional standard memberikan nilai untuk capasitas baterai dengan SAE Cranking Current atau   Cold Cranking Current. Nilai CCA dari suatu baterai adalah arus (dalam ampere) dari baterai yang diisi penuh sehingga dapat memberikan arus untuk 30 detik pada 18 derajat Celsius selama itu tetap menjaga tegangan setiap sel 1.2 volt atau lebih.
2.      Reserve Capacity
Kapasitas layanan adalah banyaknya waktu dalam menit pada baterai yang diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 27 derajat  Celsius setelah sistim pengisian dilepas.  Tegangan tidak boleh turun dibawah 1.75 volt per sel (10.5 volt total untuk baterai 12 volt).
3.      Ampere Hour
Kapasitas baterai  adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan tegangan tiap sel dibawah 1.75 volt. Sebagai contoh: Sebuah Baterai yang secara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20 jam dinilai memiliki 60 AH. Rumus menentukan kapasitas baterai adalah:
AH = A (amper) x H (Jam)
JIS mendefinisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik yang dilepaskan sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10,5 V dalam 5 jam. Sebagai contoh baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatannya secara terus menerus 10 A selama 5 jam sampai mencapai tegangan pengeluaran akhir (10,5 V). Maka kapasitas baterai ialah 50 AH (10 x 5 jam) 1 Oc.

F.      Stiker Spesifikasi Baterai
Baterai otomotif yang baru memiliki striker yang ditempelkan untuk memberikan informasi tentang spesifikasi baterai tersebut, salah satu model stiker baterai seperti tampak dibawah ini  Pada stiker di gambar di atas menunjukkan nomer kode area yaitu N57. Baterai tersebut memiliki 11 plat per sel dengan nilai 380 Cold Cranking Ampere dan tegangan baterai yang dihasilkan adalah 12 volt. 



G.    Pemeriksaan Baterai (Aki)
Baterai harus diperiksa secara periodik dan diuji kemampuannya. Terdapat 3 kelompok pemeriksaan dan pengujian baterai yang sering dilakukan, yaitu:
1.      Pemeriksaan Visual
2.      Pemeriksaan elektrolit dan kebocoran
3.      Pengujian Beban
Pemeriksaan visual  meliputi :
1.      Kotak baterai
Kotak baterai sering mengalami kerusakan yang dapat didentifikasi secara visual, jenis kerusakan kotak baterai antara lain:  kotak  retak  akibat benturan, mengembang akibat over charging, bocor akibat keretakan atau mengembang
2.   Sel-sel baterai
Sel baterai sering mengalami gannguan yaitu sell yang mengembang akibat over charging maupun mengkristal dan sel yang rontok karena getaran, kualitas yang kurang baik maupun usia baterai.
3.   Terminal baterai dan konektor kabel
Terminal baterai dan konektor merupakan bagian baterai yang sering mengalami kerusakan, bentuk kerusakan paling banyak adalah korosi yang disebabkan oleh uap elektrolit baterai maupun panas akibat kenektor kendor atau kotor.
4.   Jumlah elektrolit
Jumlah elektrolik perlu diperiksa secara periodik. Bila pengisian berlebihan (over charging) maka elektrolit cepat berkurang karena penguapan berlebihan. Pemeriksaan jumlah elektrolit dapat dilakukan dengan cepat karena kotak dibuat dari plastic yang tembus pandang.  Jumlah elektrolit harus berada diantara garis Upper Level dan Lower Level.
5.   Kabel Baterai
Kabel baterai  dialiri arus yang sangat besar, saat mesin distarter besar arus dapat mencapai 250 – 500 A, tergantung dari daya motor starter, dengan arus sebesar itu kabel akan panas. Panas pada kabel menyebabkan elasitas kabel menurun, isolator muda pecah dan terkupas,  hal ini terjadi terutama pada isolator dekat dengan terminal baterai.
6.   Pemegang Baterai
Pemengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar goncangan baterai dapat dihindari, sehingga usia baterai dapat lebih lama. Gangguan pada pemegang baterai antara lain kendor akibat mur pengikat karat untuk itu lindungi mur dengan mengoleskan vaselin/ grease.
Pemeriksaan Elektrolit adalah jumlah elektrolit baterai harus selalu dikontrol, jumlah yang baik adalah diantara tanda batas Upper Level dengan Lower Level. Jumlah elektrolit yang kurang menyebabkan sel baterai cepat rusak, sedang jumlah elektrolit berlebihan menyebabkan tumpahnya elektrolit saat batarai panas akibat pengisian atau pengosongan berlebihan. Akibat proses penguapan saat pengisian memungkinkan jumlah elektrolit berkurang, untuk menambah jumlah elektrolit yang kurang  cukup dengan menambah H2O atau terjual dengan nama Air Accu.
Penyebab elektrolit cepat berkurang dapat disebabkan oleh overcharging, oleh karena bila berkurangnya elektrolit tidak wajar maka periksa dan setel arus pengisian. Keretakan baterai dapat pula menyebabkan elektrolit cepat berkurang, selain itu cairan elektrolit dapat mengenai bagian kendaraan, karena cairan bersifat korotif maka bagian kendaraan yang terkena elektrolit akan korosi.
Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai menggunakan alat hydrometer. Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai merupakan salah satu metode untuk mengetahui kapasitas baterai. Baterai penuh pada suhu 20 ºC mempunyai Bj 1,27-1,28, dan baterai kosong mempunyai Bj 1,100 -1,130.
Berat jenis elektrolit berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan 1 ºC. Spesifikasi berat jenis normal ditentukan pada 20 ºC, oleh karena itu saat pengukuran temperatur elektrolit harus diamati. Rumus untuk mengkoreksi hasil pengukuran adalah:
S 20 ºC = St + 0,0007 x (t  -  20)
S 20 ºC   : Berat jenis pada temperatur 20 ºC
St         : Nilai pengukuran berat jenis
t           : Temperatur elektrolit saat pengukuran
Contoh:
Tentukan  berat jenis baterai bila hasil pengukuran pada temperature 0ºC, menunjukkan berat jenis 1,260.
                                   S 20 ºC     =   St + 0,0007 x (t  -  20)
                                                =   1,260  +  0,0007  x ( 0 – 20)
                                                =   1,260 – 0,014
                                                =   1,246
Tindakan yang harus dilakukan terkait hasil pengukuran elektrolit  adalah sebagai berikut:
Tindakan yang dilakukan berdasarkan hasil pengukuran BJ elektrolit
HASIL  PENGUKURAN
TINDAKAN
1.280 Atau lebih
Tambahkan air suling agar berat jenis berkurang
1.220 – 1.270
Tidak Perlu Tindakan
1.210 atau kurang
Lakukan pengisian penuh, ukur berat jenis.  Bila masih dibawah 1.210 ganti baterai.
Perbedaan  antar sel kurang dari 0.040
Tidak perlu tindakan
Perbedaan berat jenis antar sel 0.040 atau lebih
Lakukan pengisian penuh, ukur berat jenis. Bila berat jenis antar sel melebihi 0.030, setel berat jenis. Bila tidak bisa dilakukan, ganti baterai

Hydrometer  adalah alat untuk mendeteksi berat jenis pada cairan elektrolit pada baterai. Cara mengoprasikan Hidro meter sebagai berikut:
1.      Masukan ujung hydrometer kedalam lubang sel sampai menjentuh permukaan caira elektrolit.
2.      Tekan karet pada ujung hydrometer sampai ke dalam.
3.      Setelah kembali ke posisi semula maka kalian dapat melihat hasil yang di tentukan pada aurometer.
Cara menghitung hasil penggukururan berat jenis air elektrolit dapat dilihat pada table diatas sebagai berikut:
a.       Good/warna hijau = Kondisi air elektrolit sangat baik
b.      Fair /warna putih  = Kondisi caira accu baik
c.       Recharge/warna merah =Kondisi air elektrolit perlu pengisian / stroom
Kebocoran Arus disebabkan adanya kebocoran arus listrik menyebabkan baterai mengalami pengosongan, sehingga bila kendaraan lama tidak digunakan maka energi listrik yang tersimpan pada baterai dapat berkurang cukup banyak sehingga mesin sulit dihidupkan.
Mobil sulit distart di pagi hari, adalah salah  satu akibat yang ditimbulkan dari :
1.      Clamp Pengikat kutub + dan – aki yang kurang kencang, atau timbulnya kerak putih disekitar kepala aki.
2.      Kondisi air accu (electrolit) yang kurang sesuai dengan yang dipersyaratkan di bagian luar aki.
3.      Bagian body accu sudah mengembung atau bocor.

H.    Perawatan dan Perbaikan Baterai (Aki)
1.      Memeriksa Tegangan Baterai
a.       Periksa tegangan baterai dengan menggunakan Multitester, tegangan yang baik 12 - 13,5 Volt.
b.      Bukalah semua tutup baterai lalu periksa tiap-tiap sel baterai dengan menggunakan Multitester.
c.       Jika baterai yang diukur 12 Volt berarti tiap sel harus turun 2 Volt.
d.      Berhati-hatilah jangan sampai merusak sel-sel dari tiap sel baterai yang di ukur.
2.      Memeriksa Kondisi Berat Jenis Cairan Elektolit
Lakukan pemeriksaan dengan menggunakan Hidrometer, Bacalah pada takaran ukuran yang ada :
Hijau   = Sangat Baik
Putih    = Baik
Merah
  = Kurang
Berat jenis standar 1,26-1,28 kg/l
3.      Memeriksa Terminal Baterai
Periksa terminal baterai dari kemungkinan korosif atau timbul jelaga salju akibat terkena uap dari cairan elektrolit, jika timbul demikian bersihkan, jangan lupa periksa juga sambungan-sambungan kabel terminal baterai dari karat atau putus.
Kerusakan-kerusakan pada baterai :
1.      Kotak baterai retak atau pecah.
2.      Sel baterai rusak.
3.      Tutup baterai tersumbat sehingga baterai melembung.
4.      Terminal baterai korosif.
5.      Air aki selalu kering.
6.      Tegangan baterai selalu turun.


















BAB III
PENUTUP

A.    Kesimpulan
Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Tentunya sebagai alat yang mengeluarkan energi listrik, baterai mempunyai fungsi yang sangat banyak dan beraneka ragam.
 Baterai ada dua tipe yaitu baterai kering dan baterai basah. Di dalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dibuat dari timah atau berasal dari timah. Pemeriksaan baterai dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu pemeriksaan secara visual baterai dan pemeriksaan elektrolit.

B.     Saran
Semoga makalah ini dapat memberikan pengetahuan baru bagi pembaca mengenai baterai, saran penulis untuk menjaga agar baterai dapat awet dan tahan lama maka perlu dilakukan pemeriksaan dan perawatan baterai secara berkala.










DAFTAR PUSTAKA
www.Teknikelektronika.com (Diakses 5 Maret 2015)
http://ki-tapunya.blogspot.com (Diakses 5 Maret 2015)
http://fathurrahmanbima.blogspot.com (Diakses 5 Maret 2015)
http://otomotifdasar.blogspot.com (Diakses 5 Maret 2015)
http://nisha-khoerunnisya.blogspot.com (Diakses 7 Maret 2015)
http://www.kelasrobot.com (Diakses 7 Maret 2015)
http://sanfordlegenda.blogspot.com (Diakses  7 Maret 2015)
http://brainly.co.id (Diakses 7 Maret 2015)

2 komentar :