Sejarah Baterai (Part 3)

Artikel ini merupakan sambungan dari Sejarah Baterai (Part2) dan (Part1) 

—

Baterai Rechargeable

Dengan hadirnya perangkat portabel seperti laptop, telepon seluler, MP3 player dan perangkat kerja tanpa kabel, kebutuhan akan baterai yang bisa diisi ulang semakin meninggi pada belakangan ini. Baterai isi ulang telah ada sejak tahun 1859, saat fisikawan Perancis bernama Gaston Plante menemukan sel lead acid. Dengan anoda berbahan timah, katoda berbahan timah dioksida dan elektrolit asam sulfur, baterai yang diciptakan Gaston Plante adalah pelopor bagi baterai moderen untuk mobil.

Baterai yang tidak bisa diisi ulang, atau sel primer, dan baterai yang bisa diisi ulang, atau sel sekunder, menghasilkan arus listrik dengan cara yang sama: melalui reaksi elektrokimia yang melibatkan sebuah anoda, katoda dan elektrolit. Namun pada baterai isi ulang, reaksi ini bisa dibalik. Saat energi listrik dari sumber luar dimasukkan pada sel sekunder, aliran elektron dari terminal negatif ke positif yang terjadi saat pengosongan baterai kini dibalik, dan muatan baterai dapat diisi kembali. Baterai isi ulang yang umum dijumpai di pasaran saat ini adalah lithium-ion (Li-ion) dan juga yang sempat populer adalah jenis nickel-metal hybride (NiMH)  dan nickel-cadmium (NiCd).

Dalam hal baterai yang bisa diisi ulang, tidak semua baterai dapat diperlakukan sama. Baterai NiCd adalah salah satu jenis yang dahulu banyak digunakan, namun baterai jenis ini mempunyai kelemahan yaitu yang disebut efek memori. Pada dasarnya, bila baterai jenis ini tidak dikosongkan secara benar tiap periode penggunaan, maka baterai ini akan kehilangan kapasitasnya dengan cepat. Baterai jenis NiCd dengan cepat menjadi tidak populer dengan datangnya baterai jenis NiMH. Baterai jenis ini mempunyai kapasitas lebih besar dan lebih kebal terhadap efek memori. Namun baterai ini tidak berumur panjang.

Seperti baterai NiMH, baterai Li-ion dapat menyimpan muatan dengan lebih baik, beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi, dan datang dengan kemasan yang lebih kecil dan lebih ringan. Hampir semua peralatan portabel masa kini menggunakan baterai Li-ion. Namun, baterai Li-ion tidak tersedia pada ukuran standar seperti AAA, AA, C atau D, dan harganya juga lebih mahal daripada baterai jenis lainnya.

Bila menggunakan baterai NiCd dan NiMH, proses pengisian ulangnya cukup rumit. Anda harus berhati-hati agar tidak berlebih dalam mengisi ulang, yang dapat menyebabkan berkurangnya kapasitas baterai. Baterai NiCd dan NiMH juga harus di-rekondisikan, dalam artian, anda harus benar-benar mengosongkan baterai, barulah mengisinya kembali guna menghindari kehilangan kapasitas baterai. Namun pada baterai Li-ion, tidak diperlukan adanya pengosongan dahulu sebelum pengisian, dan juga perangkat pengisiannya lebih canggih daripada baterai NiCd dan NiMH yang dapat menghindari kelebihan pengisian.

Walaupun baterai isi ulang dapat diisi kembali. Baterai isi ulang juga mempunyai batas usia hingga mereka tidak dapat lagi menyimpan muatan listrik. Pastikan anda membuang baterai bekas dengan benar.

Pola Susunan Penggunaan Baterai

Pada banyak perangkat yang menggunakan baterai, seperti radio portabel atau senter, anda tidak hanya menggunakan satu sel saja. Pada umumnya anda mengelompokkan beberapa baterai dengan susunan serial untuk menaikkan tegangan, atau dengan susunan paralel untuk menaikkan arus. Diagram dibawah ini menunjukan kedua susunan ini:

Susunan baterai. Sumber: Howstuffworks

 

Gambar paling atas pada diagram menunjukkan susunan paralel. Empat baterai disusun secara paralel akan menghasilkan total tegangan yang dihasilkan dari satu sel, namun arus yang dihasilkan akan empat kali lipat lebih tinggi daripada yang dihasilkan dari satu sel tersebut. Arus Listrik adalah nilai dari muatan listrik yang melewati sebuah sirkuit, dan diukur dengan satuan ampere.

Baterai diukur dengan satuan ampere per jam, atau dalam satuan baterai kecil, diukur dalam satuan milliampere per jam. Baterai kecil yang sering digunakan yang mempunyai arus 500 milliamper per jam akan mampu mengalirkan arus ke sebuah beban sebesar 500 milliamper selama satu jam. Berpatokan dari perhitungan ini, anda dapat memperkecil perhitungan diatas dalam beberapa cara. Sebuah baterai berkapasitas 500 milliamper per jam dapat mengalirkan arus pada beban sebesar 5 milliamper selama 100 jam, 10 milliamper selama 50 jam, atau secara teoritis dapat juga mengalirkan arus pada beban sebesar 1000 milliamper selama 30 menit. Jadi pada umumnya, baterai dengan keluaran arus yang lebih besar akan mempunyai kapasitas kerja yang besar pula.

Gambar paling bawah pada diagram menunjukan susunan seri. Empat baterai disusun secara seri akan menghasilkan total  arus keluaran yang dihasilkan dari satu sel, namun tegangan yang dihasilkan akan empat kali lipat lebih tinggi daripada yang dihasilkan dari satu sel tersebut. Tegangan atau voltase adalah pengukuran energi per unit muatan listrik dan diukur dalam satuan volt. Pada sebuah baterai, voltase menentukan seberapa kuatnya elektron didorong dalam sebuah sirkuit, mirip seperti seberapa kuat tekanan air pada selang. Baterai AAA, AA, C dan D pada umumnya bertegangan 1.5 volt.

Pada contoh diagram diatas, bila satu baterai bertegangan 1.5 volt dan berarus 500 milliamper per jam. Empat baterai bila disusun secara paralel akan menghasilkan tegangan 1.5 volt dengan arus 2000 milliamper per jam. Sedangkan baterai bila disusun secara seri akan menghasilkan tegangan 6 volt dengan arus 500 milliamper per jam.

—

Artikel ini merupakan artikel saduran/terjemahan dari Howstuffworks

(habis.)

 

 

 

Sejarah Baterai (Part 1)

Bayangkan sebuah dunia dimana segala perangkat yang membutuhkan listrik harus tersambungkan dengan kabel,

Senter, alat bantu pendengaran, telepon seluler dan perangkat portabel lainnya akan selalu tersambung dengan stop kontak listrik, dan perangkat-perangkat tersebut akan menjadi tidak berguna dan ruwet. Mobil tidak akan bisa dihidupkan dengan hanya memutar kunci kontak; yang ada adalah pengemudi harus memutar mesin secara manual agar piston bisa bergerak. Kabel-kabel akan berserakan dimana-mana, dan akan menjadi sangat berbahaya, dan terlihat semrawut. Berterima kasihlah pada baterai yang menyediakan tenaga listrik yang praktis, yang memungkinkan kita menikmati kenyamanan kehidupan moderen.

Walaupun ada banyak jenis baterai, konsep dasarnya tetaplah sama. Saat sebuah perangkat tersambungkan dengan baterai, terjadilah sebuah reaksi yang menghasilkan energi listrik. Sifat ini dikenal dengan reaksi elektrokimia. Seorang fisikawan kebangsaan Italia bernama Count Alessandro Volta yang pertama kali mengungkap proses ini pada tahun 1799 saat dia membuat sebuah baterai sederhana yang terbuat dari lembaran-lembaran logam dan papan karton atau kertas yang direndam dalam air garam. Sejak itu, para ilmuwan telah sangat maju dalam meningkatkan kinerja dari desain awal Alessandro Volta untuk membuat baterai dari beragam material dan terdiri dari banyak ukuran.

Baterai. Sumber: Google

Saat ini, baterai telah biasa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Sebuah baterai dapat menghidupkan jam tangan kita selama berbulan-bulan . Baterai menjaga jam dan telepon kita tetap berfungsi, walaupun listrik padam. Baterai menjalankan detektor asap, pencukur jenggot elektrik, bor listrik, mp3 player, termostat, dan yang lainnya. Bahkan bila anda sedang membaca artikel ini pada laptop atau smartphone anda, bisa jadi anda sedang menggunakan baterai juga!

Artikel kali ini akan mengetengahkan sejarah asal mula baterai dan komponen-komponen pembentuk baterai.

—

SEJARAH BATERAI

Baterai telah ada lebih lama dari yang anda perkirakan. Pada tahun 1938, seorang arkeologis bernama Wilhelm Konig menemukan beberapa periuk tanah liat yang aneh saat dia menggali di Khujut Tabu, sedikit diluar Baghdad-Iraq. Periuk ini, yang panjangnya berukuran kira-kira 12.7 sentimer, mengandung batang besi yang terbungkus dengan tembaga dan berusia kira-kira 200 tahun SM. Hasil pengujian menunjukan periuk tersebut pernah diisi dengan zat asam seperti cuka atau anggur, dan hal inilah yang menyebabkan Wilhelm Konig berpendapat bahwa periuk ini adalah baterai jaman kuno. Sejak penemuan ini, para peneliti telah membuat tiruan periuk tersebut, dan faktanya memang periuk tersebut dapat menghasilkan arus listrik. Baterai “Baghdad” ini barangkali pernah digunakan untuk ritual keagamaan, keperluan medis, atau bahkan pelapisan menggunakan listrik.

Pada tahun 1799, seorang fisikawan Italia bernama Alessandro Volta membuat baterai pertamanya dengan cara menumpuk secara bergantian lapisan seng, karton yang direndam air garam, dan perak. Penumpukan ini, yang disebut tumpukan voltaik, bukan alat pertama yang menghasilkan listrik, namun alat ini adalah yang pertama yang menghasilkan arus yang stabil dan bertahan lama. Namun ada beberapa kekurangan dari penemuan Alessandro Volta ini. Tinggi tumpukan lapisan-lapisannya terbatas karena berat dari tumpukan tersebut dapat menekan air garam keluar dari karton. Piringan logamnya juga cenderung berkarat dengan cepat, dan memperpendek usia baterai. Walaupun dengan segala kelemahan ini, satuan unit kekuatan elektromotif saat ini disebut volt karena menghargai jasa dan pencapaian Alessandro Volta.

Baterai Alessandro Volta. Sumber: Howstuffworks.

terobosan selanjutnya dalam teknologi baterai datang pada tahun 186 saat ahli kimia bernama John Frederick Daniell menemukan sel Daniell. Baterai pada masa ini, lempengan tembaga ditempatkan pada dasar bejana kaca, dan cairan tembaga-sulfat dituangkan hingga memenuhi setengah bejana kaca. Lalu lempengan seng digantungkan pada bejana kaca tersebut, kemudian ditambahkan cairan seng-sulfat. Karena tembaga-sulfat lebih padat daripada seng-sulfat, cairan seng mengambang diatas cairan tembaga dan mengelilingi lempengan seng. Kabel disambubgkan pada lempengan seng melambangkan terminal negatif, lalu kabel satu lagi disambungkan pada lempengan tembaga dan menjadi terminal positif. Jelas sekali, pengaturan ini tidak akan berfungsi dengan benar pada sebuah senter, namun untuk perangkat tidak bergerak, baterai jenis ini dapat bekerja dengan baik. Bahkan sel Daniell adalah perangkat yang umum untuk menghidupkan bel pintu dan telepon pada masa itu sebelum perangkat penghasil listrik generasi selanjutnya disempurnakan.

Sel Daniell. Sumber: Howstuffworks.

Pada tahun 1898, merek Colombia Dry Cell menjadi baterai pertama yang secara umum dijual di Amerika Serikat. Dan pembuatnya, National Carbon Company, yang dikemudian hari berganti menjadi Eveready Battery Company yang memproduksi baterai merek Energizer.

—

Artikel ini merupakan artikel saduran/terjemahan dari Howstuffworks

bersambung ke Part 2.