Rabu, 03 Desember 2014

ZAT KIMIA PENYUSUN BATERAI -1



ZAT KIMIA PENYUSUN BATERAI -1
(Tutorial)









Pada baterai terjadi konversi dari energi potensial kimia menjadi energi listrik. Sehingga performa baterai akan sangat dipengaruhi oleh jenis zat kimia penyusunnya. Beberapa jenis baterai yang ada di pasaran menurut zat kimia penyusunnya adalah :


1)      Carbon-Zinc
Carbon-Zinc adalah tipe baterai yang paling umum ada di pasaran dan paling murah. Baterai ini memiliki kapasitas arus paling rendah. Baterai ini tidak dapat diisi ulang. Sehingga baterai ini tidak cocok dipakai pada robot yang memakan arus cukup besar dan pemakaian yang cukup lama.

2)      Alkaline
Zat penyusun baterai alkaline ini adalah mangan dioksida. Baterai ini tahan lebih lama (kapasitas lebih tinggi) daripada baterai karbon zinc (450 – 550 % kapasitas lebih besar). Baterai ini merupakan baterai tak dapat diisi ulang yang sangat terkenal digunakan saat ini.
 Harga baterai alkaline ini dua kali lipat lebih mahal dari baterai karbon-zinc dan lebih murah daripada tipe baterai lainnya yang akan disebutkan dibawah. Perawatan baterai ini sangat mudah, karena tidak memerlukan recharging, dan cukup dengan menghindari temperatur dan kelembaban yang ekstrim. Selain itu baterai ini memiliki shelf life (waktu penyimpanan di gudang, tidak dipakai) paling lama.
Kekurangan baterai ini adalah resistansi internal yang cukup tinggi. Hal ini akan membatasi arus maksimum yang dapat dikeluarkan. Sehingga baterai ini tidak cocok untuk robot yang memakan arus cukup besar. Selain itu kurva pengosongan (discharge) tidak datar, tegangan keluaran akan menurun selama pemakaian.
Baterai alkaline yang biasa tidak dapat diisi ulang (tidak rechargeable). Karena pada baterai akan timbul panas yang cukup tinggi pada saat pengisian ulang (recharging). Panas ini akan dapat menyebabkan baterai terbakar atau bahkan meledak. Di pasaran juga tersedia baterai alkaline khusus yang rechargable. Baterai ini memerlukan charger khusus dan harganya lebih mahal.




Gambar 2.1 Baterai alkaline




Tabel 2.1 Nomenclatur Alkaline
Cell Size
ANSI/NEDA
Energizer
Duracell
JIS/IEC
Generic
N
910A
E90
MN9100
LR1
UM-5
AAA
24A
E92
MN2400
LR03
UM-4
AAAA
25A
E96
MN2500
-
-
AA
15A
E91
MN1500
LR6
UM-3
C
14A
E93
MN1400
LR14
UM-2
D
13A
E95
MN1300
LR20
UM-1
9-VOLT
1604A
522
MN1604
6LR61
PP3
6-VOLT
918A
521
MN918
-
-


3)      NiCd (Nickel-Cadmium)
NiCd adalah tipe baterai rechargeable yang paling murah. Waktu pengisian baterai ini cukup singkat. Baterai ini mampu mengeluarkan arus yang cukup besar. Life cycle baterai ini cukup besar, diatas 1000 siklus discharging-charging. Disain charger (pengisi ulang) untuk baterai ini juga cukup sederhana dan murah.
      Sebelum proses pengisian (charging) dilakukan, baterai harus dalam keadaan kosong. Jika tidak maka pada pelat cell akan tertimbun kristal. Hal ini akan menurunkan performa baterai. Hal ini biasa disebut dengan memory effect. Sehingga kapasitas yang berguna akan berkurang jika sel baterai tidak secara penuh dikosongkan sebelum diisi ulang.
Ada dua cara untuk memperbaiki NiCd yang rusak karena memory effect. Cara pertama cepat, tapi cukup riskan. Pada cara pertama ini kedua terminal baterai di-short sampai muatan baterai kosong. Setelah itu dilakukan pengisian ulang kembali. Cara ini harus dilakukan dengan sangat hati-hati, jika ada kesalahan, maka baterai akan rusak permanen. Cara kedua lebih aman, tapi memakan waktu. Pada cara ini muatan baterai dikosongkan secara perlahan dengan menggunakan alat yang memakan arus cukup kecil, misalnya senter. Setelah itu baterai diisi ulang. Proses ini sebaiknya dilakukan beberapa kali.
Jika baterai NiCd dipaksa bekerja dalam kondisi kosong (tegangan dibawah 75 – 80 % tegangan nominal) maka akan terjadi pembalikan polaritas baterai. Baterai dapat diperbaiki dengan mengisi ulang baterai dalam kondisi terbalik, lalu mengosongkannya dengan short circuit kedua kutub. Proses ini dilakukan beberapa kali sampai polaritas baterai normal kembali. Cara ini hanya memiliki 50 % kemungkinan berhasil. Oleh karena itu sebaiknya pembalikan polaritas ini dicegah. Salah satu cara pencegahan adalah dengan monitoring  tegangan baterai sehingga baterai tidak dipaksa bekerja dalam kondisi kosong.
Selain itu self discharge (kebocoran baterai, kapasitas menurun walaupun baterai tidak dipakai) baterai ini cukup besar, sekitar 20 % hilang setiap bulan. Pemakaian baterai tipe ini sangat tidak dianjurkan karena sangat beracun dan berbahaya bagi lingkungan.



Gambar 2.2 Baterai NiCd

4)      NiMH (Nickel-metal Hydride)
Baterai ini memiliki performa yang lebih baik daripada baterai NiCd, dan tidak beracun. Baterai NiMH ini memiliki ukuran dan bobot yang serupa dengan NiCd. Baterai NiMH bekerja baik ketika digunakan dalam kondisi arus yang sangat tinggi. Baterai ini tidak memiliki memory effect dan tak beracun. Kapasitas baterai ini 30-40% diatas NiCd. Selain itu baterai dapat diisi ulang kapan saja (tidak harus dalam kondisi kosong) tanpa mengurangi performa.
      Baterai ini merupakan pilihan utama baterai yang dapat diisi ulang tetapi harganya lebih mahal dari NiCd, dan memerlukan charger khusus. Life cycle baterai ini hanya 1/3 baterai NiCd. Selain itu baterai ini memiliki self discharge yang terburuk, 30 % hilang setiap bulan.



Gambar 2.3 Baterai NiMH

Biografi Penulis
Ir. Sony Sumaryo

[deskripsi penulis]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

SUNDIAL ROBOTIC COMPETITION 2018

PUSPA IPTEK SUNDIAL DAN ROBOCLUB : Mempersembahkan: SUNDIAL ROBOTIC COMPETITION 2018 Ayo persiapkan diri kamu untuk mengikuti ran...