BATERAI

Konstruksi dan Operasi Baterai

1. Pengamanan awal

Baterai banyak digunakan pada.

· Penyedia tenaga listrik untuk menstater motor.
· Menyimpan tenaga listrik untuk pemakaian berikutnya.
· Menyediakan tenaga listrk pada bebepara komponen saat mesin tidak bekerja.

Gambar 1. Komponen kelistrikan

Baterai pada umumnya berukuran besar dan berisi larutanasam sulfat. saat berkerja dengan baterai, perlu diperhatikan keamanan awal yang diperlukan untuk menghindari pemakai atau kerusakan alat elektronik.

· Semua alat pelindung atau alat pengaman, termasuk pemakaian alas kaki yang sesuai dan pelindung mata, selalu dikenakan saat mengerjakan atau berada di sekeliling baterai dan lingkungan cairan asam baterai. Putuslah hubungan kabel baterai pada saat anda kan memperbaiki beberpa bagian dari suatu sistem rangkaian kelistrikan.

· Lepas hubungan terminal baterai ke ground terlebih dahulu, biasanya adalah terminal negatif, tetapi beberapa mobil model lama memakai terminal positif untuk sistim groundnya. Mulailah melepas terminal negatif akan mengurangi akibat hubungan pendek pada saat anda mempergunakan peralatan reparasi.

Gambar 2. Pemutusan terminal ground baterai.

· Ingatlah baterai mudah menimbulkan arus energi listrik pada tenggang tinggi, sehingga jam tangan logam perhiasan dan gelang sebaiknya tidak dikenakan pada saat anda bekerja dengan baterai.

· Gunakan selalu campuran asam sulfat dan air, bukan vice versa atau asam lainnya yang dapat mengakibatkan cairan asam tumpah (pada kasus tertentu mengakibatkan ledakan).

· Gas yang keluar dari bagian atas sel baterai selama proses pengisisan bersifat mudah meledak, jangan menyalakan korek atau merokok dekat lokasi pengisian baterai.

· Sebelum menghubungkan pengisisan baterai, kedua terminal baterai positif dan negatif harus dilepaskan dari sistem rangkaian elektronik.

· Pada saat melakukan pengisian baterai, anda membutuhkan udara yang bersih dan ventilasi udara yang bebas dari bunga api atau kemungkinan terjadi kebakaran.

· Apabila baterai anda memiliki lubang ventilasi pengaman jangan buka tutup penyumbatnya ketika melakukan proses pengisian. bila baterai anda tidak memiliki lubang pengaman, bukalah tutup penyumbatnya agar gas hodrogen yang dihasilkan pada saat proses pengisian dapat keluar.

· Jangan melepas atau menghubungkan terminal baterai saat alat pengisian bekerja. ini akan menyebabkan munculnya bunga api dan menyalakan/membakar gas hidrogen yang ada dalam baterai.
Gambar 3 lokasi pengisian harus berventilasi yang baik

catatan:
Informasi lebih lanjut tentang pengisian baterai dapat di muat dalam tujuan belajar NAE024-5.

· Jangan meniup baterai dengan aliran udara, compresor udara dapat membuka tutup sel dan menyebarkan larutan elektrolit ke tubuh anda.

· Untuk mencegah yang aman, jangan salah memasang posisi terminal baterai, ini akan membalik polarisasi dan mengakibatkan rusaknya alternator dan sistem elektronik yang mempergunakan semikonduktor.

· Untuk pencegahan, jangan salah memasang posisi terminal baterai, ini akan membalik polarisasi arus yang akan merusak alternator dan sistem kelistrikan yang menggunakan semi konduktor


2. Pertolongan Pertama

Asam sulfat, merupakan bahan elektrolite aktif pada baterai, yang bersifata sanagt korosif/merusak. ini dapat menyebabkan kerusakan pada semua bahan yang dikenainya. ini akan menyebabkan keracunan atau luka bakar yang serius bila terkena kulit, dapat juga mengebabkan kebutaan bila mengenai mata.

Bila cairan asam baterai mengenai kulit anda:
· Basuhlah kulit anda denga air yang bersih
· Basuhlah berulang-ulang kurang lebih 5 menit, ini akan melarutkan asam pada air tersebut.
· Bila Cairan asam mengenai mata anda, basuhlah mata anda dengan air berulang-ulang, segera pergi ke dokter.
· Larutan elektrolit juga berbahaya pada cat kendaraan, pada kasus lain larutan elektrolit dapat menetesi cat, usaplah dengan air yang banyak.
Gambar 4 membersihkan asam yang mengenai mata

3. Type Baterai

Ada 2 tipe baterai yaitu baterai primer dan sekunder. Baterai primer adalah baterai yang mempergunakan satu kali penghancuran bahan melalui proses kimia untuk menciptakan energi listrtik.
Ketika tegangan baterai telah dialirkan semua keluar untuk dipergunakan, maka baterai harus diganti seluruhnya.
Baterai primer banyak digunakan pada Torches dan radio.

Baterai sekunder adalah baterai yang mempergunakan proses kimia yang dapat dibalik. Baterai sekunder dapat diisi kembali sehingga dapat menyediakan tegangan secara tetap tanpa harus mengganti Baterai sekunder banyak digunakan pada otomotif dan peralatan perkapalan.

4. Konstruksi Baterai

Konstruksi plat baterai terdiri
Plat Positif
(i) Lead grid
(ii) Lead peroxida (grid filling)
plat negatif
(i) Lead grid
(ii) Lead sulfat (grid filling)

Ingtlah, hal-hal utama dalam konstruksi baterai
· Plat positif terbuat dari lead peroxida
· Plat negatif terbuat dari spongy lead
· Biasanya plat negatif satu lebih banyak dari plat positif, meskipun beberapa baterai memiliki jumlah kedua plat yang sama.
· Plat pembatas, terbat dari bahan isolasi dipasang antara plat positif dan negatif
· Kemasan baterai dibuat dari bahan plastik atau bahan lain yang tahan terhadap asam.
· Cairan didalam baterai disebut sebagai elektrolit. Cairan mengandung kira-kira 60% air dan 40% asam sulfat.
5. Aplikasi Baterai

Baterai dibuat dalam berbagai variasi bentuk, ukuran, tengangan, dan kapasitas untuk pemakaian yang berbeda-beda

Baterai yang sesungguhnya adalah baterai yang telah dirancang dengan perawtan yang rendah atau tanpa perawatan yang telah dirancang dan dibentuk untuk mengurangi sekecil mungkin kelehilangan air. Pengurangan sekecil mungkin kekurangan air dapat dicapai dengan mempergunakan bahan seperti calcium, cadmium dan stontium, sebagai bahan plat grid dalam baterai. Bahan ini mampu menyediakan kekuatan secara mekanik yang dibutuhkan, selain itu kemampuannya mereduksi gas dan pengaliran arus.

Baterai sepeda motor lebih kecil secara ukuran dan memiliki tegangan awal yang rendah.
baterai ini mungkin hanya 6 samapai 12 Volt dan umumnya memiliki lubang pengisian yang berada diatas tutup kemasan dan pasang dibagian bawah rangka.
Lubang pengisian ini ditutup untuk mengurangi keluarnya larutan elektrolit bila sepeda motor rebah. ini juga menjaga agar gas baterai tidak keluar didalam rangka sepeda motor yang dapat menyebabkan karat pada jog/tempat duduk.

baterai dikapal dibuat agak berbeda dengan baterai kendaraan bermotor.
baterai kapal memiliki kemasan yang lebih kuat, memiliki plat pendukung untuk menambah keamanan bagian dalam dan biasanya memiliki kapasitas yang lebih besar.
kebanyakan baterai kapal dibuat sedemikian rupa karena harus menahan getaran dan goncangan akibat gerakan kapal.
Gambar 5 pemakaian dikapal

Baterai deep cycle dirancang untuk rusak/mati dengan kemampuan aliran tenaga yang tetap/konstan lalu diisi kembali. Bateri ini dipakai pada kursi roda, kereta golf dan beberapa ditemukan pada caravan atau rumah perahu untuk menyediakan sumber tenaga penerangan dan sistem pendingin.

Baterai "deep cycle' menerima beban pengaliran arus yang lebih lama diatas 70% dari kapasitasnya. Penyebab kerusakan utama pada baterai ini adalah kelunakan dan hilangnya bahan dari plat positif. Untuk menanggulangi ini, bahan plat dengan kepadatan yang tinggi mengurangi kehilangan bahan aktif plat.

6. Operasi Baterai

Ketika baterai diberi beban dan ulai mengalirkan arus, maka reaksi kimia bekerja/terjadi, larutan elektrolit dengan bahan plat mulai bergabung.
Plat positif (lead peroxida) berubah menjadi lead sulfat. plat negatif (lead spongy) juga berubah menjadi LEad sulfat. Larutan elektrolit sebagian besar berubah menjadi air karena larutan asamnya diikat oleh bahan plat.

kesimpulan proses pengaliran arus (discharger)
plat positif (lead peroxida) lead sulfat
plat negatif (spongy lead) lead sulfat
Elektrolit (asam dan air) air

ketika bateri diisi ulang dengan alternator atau pengisi baterai,
bahan plat positif diubah dari lead Sulfat kembali menjadi lead peroxida
bahan plat negatif diubah dari lead sulfat kembali menjadi lead spongy
Asam sulfat dibentuk kembali dalam larutan elektrolit dan dicampurkan dengan air kira-kira terjadi 40% asam sulfat dan 60% air.

kesimpulan proses pengisian arus (charger)
plat positif (Lead sulfat) Lead peroxida
plat negatif (lead sulfat) spongy lead
Elektrolit (sebagian besar air) air dan asam


7. Cara Penyambungan

· Sambungan parallel
·
Gambar 6 sambungan baterai parallel

Sambungan dua baterai 12 volt secara parallel akan menghasilkan besar tegangan yang tetap tetapi penambahan kapasitas.

Baterai pada gambar 6 akan memberikan total tegangan 12 volt dan 480 CCA
· Sambungan seri
Gambar 7 Sambungan baterai seri

Sambungan dua baterai 12 volt secara seri akan menghasilkan besar tegangan yang digandakan dan kapasitasnya tetap.

Baterai pada gambar 7 akan memberikan total tegangan 24 volt dan 240 CCA

· Sambungan seri/parallel
Gambar 8 Sambungan baterai seri-parallel
Pada gambar 8 dua baterai 6 volt disambung dengan cara seri untuk mendapatkan teganan 12 volt

Pada sambungan paralel baterai 12 volt disambung dengan 12 volt hasil sambungan seri untuk mendapatkan tegangan tetap sebesar 12 volt dari seluruh baterai. Total kapasitas baterai adaalh 360 cca.


8. Kumpulan Definisi Istilah Pada Baterai Otomotif

Batery Capacity
Kapasitas baterai adalah kemampuan untuk memasok banyaknya arus tertentu dan dalam waktu tertentu.
Kapasitas baterai tergantung pada bahan plat yang bersinggungan denga larutan elektrolit. bukan hanya jumlah plat tetapi besar ukuran (luas permukaan singggung) pada plat yang akan menentukan kapasitasnya.
The Internasional standart memberikan nilai untuk capasitas baterai dengan SAE Cranking Current atau yang umum diketahui, Cold Cranking Current (CCA Cold Cranking Ampere).

Cold Cranking Current (CCA)
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.

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).

Ampere Hour Capacity (AH)
Nilai ini adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan teganngan tiap sel dibawah 1.75 volt. Sebagai contoh: Sebuah Baterai yang secara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20 jam dinilai memiliki 60 ampere hour baterai

Memilih baterai yang benar pada kendaraan merupakan inti untuk memberikan kenyamanan. Baterai pada kendaraan membutuhkan nilai kapasitas yang tepat untuk menstater mesin. Bila baterai dengan kapasitas yang rendah digunakan pada kendaraan maka akan berakibat:

a. Baterai tidak dpaat memberikan arus yang cukup pada kondisi start yang berat (misalnya : starter pada waktu pagi hari)

b. Ada penurunan jangka waktu pemakaian baterai (umur pemakaian menurun)


9. 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
Gambar 9 Spesifikasi baterai

Pada stiker di gambar 9 menunjukkan nomer kode area yaitu N57. Batera tersebut memiliki 11 plat per sel dengan nilai 380 Cold Cranking Ampere. dan tegangan baterai yang dihasilkan adalah 12 volt.


10. Relative Density/Specifie Gravity - Kepadatan Relatif/Spesifikasi Grafitasi

Relative density pada larutan elektrolit baterai pada umumnya disebut sebagai spesifikasi Grafitasi. Spesifikasi grafitasi adalah perbandingan antara kepadatan larutan elektrolit dengan kepadatan air. Air memiliki spesifikasi grafitasi 1.000 dan asam sulfat memiliki spesifikasi grafitsi kira-kira 1.800.

Ingat larutan elektrolit baterai adalah campuran yang terdiri kira-kira 60% air dan 40% asam sulfat.

Gambar 10. Menggunakan hydrometer.
Larutan elektrolit pada saat pengisian baterai memiliki nilai spesifikasi grafitasi yang lebih tinggi dibanding pada saat baterai melakukan pengaliran arus.
Gunakan hydrometer untuk mengukur spesifikasi grafitasi larutan elektrolit, pada tiap-tiap sel bateri memerlukan pemeriksaan untuk diukur pada setiap tahap proses pengisian.

Spesifikasi Grafitasi pada baterai yang diisi penuh dengan suhu 27 derajat Celsius kira-kira memiliki nilai 1.260-1.270.


Daftar istilah

Ampere Hour Capacity
nilai ini adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan teganngan tiap sel dibawah 1.75 volt

Baterai
Dua atau lebih sel elektrik yang dihubungkan, biasanya secara seri, dan bekerja serempak sebagai satu unit sumber tenaga.

Alat Pengisisan Baterai (Batery Charger)
salah satu alat dalam bengkel yang dipergunakan untuk memperbaharui energy dalam baterai dengan cara mengalirkan arus ke dalam baterai dengan arah berlawanan dari saat dipakai.

Cold Cranking Current (CCA)
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.

Circuit
rangkaian jalur konduktor tertutup yang dapat dialiri arus

Reaksi Kimia
perubahan yang terjadi pada pplat positif dan negatif dalam larutan elektrolit yang menghasilkan energi listrik pada saat baterai mendapatkan bebanpengeluaran arus listrik.

Pengaliran arus (Discharge)
Saat baterai mengalirkan arus listrik, itu disebut Discharge

Energi listrik
lihat rekasi kimia

Elektrolit
pada baterai otomotif, yang disebut elektrolit adalah larutan antara asam sulfat dan air

Hydrometer
Alat dengan palampung yang dipakai untuk menentukan spesifikasi grafitasi larutan elektrolit pada baterai, ini akan menentukan seberapa besar pengisian yang harus dilakukan.

Sambungan Parallel
cara unutk menggabungkan dua atau lebih baterai untuk mendapatkan beda potensial yang sama setelah menghubungkannya

Plat
Lempengan logam dengan paduan lead oxida, acam sulfat dan air, ditempatkan didalam baterai, biasanya jumlah plat negatif satu lebih banyak daripada plat positif.

Baterai Primer
tipe baterai yang dapat disimpan dan menghasilkan energi listrik, tetapi tidak dapat diisi kembali

Kepadatan Relatif (Relative Density)
Rasio massa antara larutan yang dibandingan dengan volume air

Reserve Capacity
Kapasitas layanan adalah banyaknya waktu dalam menit pada baterai yang diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 27 derajat Clsius setelah sistim pengisian dilepas.

Baterai Sekunder
Baterai yang dapat disimpan dan menyakurkan energi listrik dan dapat diisi kembali dengan memberikan arus dengan arah berlawanan pada saat baterai mengalirkan arusnya.

Separator
Pembatas antara plat positif dan negatif tetapi yang memungkin aliran ion dapat melewatinya.

Sambungan Seri
cara menggabungkan dua atau lebih yang dapat menyediakan satu jalur tunggal arus keluaran.