by

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai

Baterai, seperti yang mungkin sudah kita ketahui, pada dasarnya terbuat dari tiga komponen; katoda (terminal positif), anoda (terminal negatif), dan elektrolit, media kimiawi yang secara fisik memisahkan keduanya. Saat baterai dihubungkan ke sirkuit listrik atau bola lampu, reaksi kimia dalam elektrolit memungkinkan listrik mengalir ke perangkat.

Seperti kebanyakan perangkat yang kita gunakan saat ini, baterai modern adalah hasil dari penelitian dan penemuan inovatif yang tak terhitung jumlahnya. Istilah ‘baterai’ pertama kali digunakan pada tahun 1748 ketika Benjamin Franklin mendeskripsikan botol Leyden.

Kemudian pada tahun 1880, Alessandro Volta mempersembahkan Voltaic Pile miliknya, yang bisa dibilang baterai listrik pertama, kepada dunia. Baterai, yang kita gunakan sekarang, dapat diklasifikasikan berdasarkan ukurannya dan, yang lebih penting, komposisi kimianya, tetapi klasifikasi baterai yang diterima secara umum adalah berdasarkan kegunaannya dan bisa tidaknya di isi ulang.

Kedua bentuk baterai adalah Baterai primer atau tidak dapat diisi ulang, dan Sel sekunder atau baterai isi ulang.

Baterai Primer

Baterai primer dirancang untuk sekali pakai. Ini berarti mereka tidak dapat diisi karena terbuat dari sel elektrokimia yang reaksinya tidak dapat dibalik. Saat ini, pasar baterai dunia didominasi oleh sel primer. Mereka menimbulkan beberapa ancaman serius bagi kesehatan masyarakat dan lingkungan. Di bawah ini, merupakan beberapa jenis baterai primer yang populer digunakan.  

1.Baterai Seng-Karbon

Dalam baterai seng-karbon, listrik dihasilkan dari reaksi elektrokimia non-reversibel antara seng dan oksida mangan. Lapisan luar baterai semacam itu terbuat dari seng. Lapisan berikutnya terdiri dari amonium klorida (bertindak sebagai elektrolit), yang dipisahkan dari oksida mangan oleh satu lapisan kertas.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Kapasitas: 400-1700 mAh. Tegangan: 1,5 V.

Di tengah baterai adalah batang karbon, yang bertindak sebagai elektroda positif. Batang karbon, pada dasarnya, mengumpulkan semua arus yang dihasilkan dari reaksi redoks antara seng dan oksida mangan.

Ide baterai seng-karbon berasal dari sel Leclanché, sel basah yang ditemukan pada tahun 1866. Pada awal 1900-an, baterai seng-karbon menjadi baterai kering pertama yang tersedia secara komersial. Baterai seng-karbon mempopulerkan penggunaan perangkat portabel seperti senter.

Saat ini, baterai jenis ini banyak digunakan dalam transistor radio dan remote control. Performa keseluruhan yang jauh lebih tinggi dihasilkan oleh baterai Seng klorida, lebih baik dari aslinya. Karena pengaturan bahan kimianya yang jauh lebih murni, baterai seng klorida dapat menghasilkan tegangan yang lebih stabil dengan umur pemakaian yang lebih lama.

2. Baterai Atom

Baterai atom atau nuklir menghasilkan listrik dengan memanfaatkan energi dari peluruhan isotop radioaktif (unsur tertentu), yang sangat mirip dengan reaktor nuklir. Satu-satunya perbedaan di sini adalah bahwa baterai atom tidak menggunakan reaksi berantai.

Seperti yang diharapkan, baterai ini jauh lebih mahal daripada yang lain. Namun, alat ini memiliki keluaran kepadatan energi yang tinggi dan cocok untuk digunakan dalam sistem yang harus beroperasi di lingkungan terisolasi untuk jangka waktu yang lama, seperti alat pacu jantung, instrumen laut dalam, dan pesawat ruang angkasa.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai

Berdasarkan pendekatan konversi energi, baterai atom diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar; termal dan non-termal. Konverter termal, termasuk generator termoelektrik radioisotop (RTG) dan sel termofotovoltaik, menghasilkan daya melalui perbedaan suhu (panas pertama-tama dihasilkan dari tenaga nuklir kemudian digunakan untuk menghasilkan listrik).

Sebaliknya, konverter non-termal, seperti betavoltaics, menghasilkan listrik dengan menangkap elektron berenergi tinggi yang dihasilkan selama peluruhan isotop hidrogen yang disebut tritium. Baterai atom pertama dikembangkan oleh Henry Moseley pada tahun 1913, berbasis radium.

3. Baterai Perak Oksida

Jenis sel primer lainnya adalah baterai Perak-oksida. Untuk penggunaan komersial, baterai oksida perak umumnya tersedia dalam sel kancing berukuran kecil karena terkait masalah biaya. Namun, di sektor tertentu (termasuk militer dan ruang angkasa) di mana biaya bukan merupakan masalah utama dan kinerja tinggi diperlukan, baterai perak oksida besar dengan desain tidak konvensional digunakan dalam jumlah besar.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai Perak Oksida menghasilkan voltase 1,55 volt

Baterai perak oksida awalnya dikembangkan untuk digunakan dalam kendaraan peluncur pesawat ruang angkasa, pesawat ruang angkasa berawak, dan satelit karena kepadatan energinya yang tinggi. Dari satelit Sputnik Soviet, modul Apollo Lunar hingga torpedo selama PD II, semuanya ditenagai oleh baterai semacam itu. Sejauh ini, ribuan penelitian telah dilakukan untuk lebih mengasimilasi baterai perak oksida menjadi produk berbasis konsumen.

4. Baterai Litium

Tegangan: 1,5 V hingga 3,7 V. Istilah ‘Baterai litium’ secara kolektif digunakan untuk menggambarkan kelompok baterai tertentu berdasarkan kimia litium-logam, di mana beberapa kombinasi bahan kimia digunakan dengan hanya litium logam (untuk anoda) sebagai zat umum.

Baterai litium yang paling banyak digunakan menggunakan mangan dioksida sebagai katoda, bersama dengan garam litium terlarut. Jenis sel lithium langka lainnya adalah baterai lithium-thionyl chloride. Diciptakan pada tahun 1973, baterai lithium-thionyl chloride cocok untuk elektronik berdaya rendah / sedang dan tidak tersedia secara komersial.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai litium dengan sel tombol yang dibongkar (CR2032), baterai ini menghasilkan tegangan: 1,5 V hingga 3,7 V.

Baterai litium tidak dapat diisi ulang dan berbeda dari baterai litium-ion sel sekunder atau litium besi fosfat. Meskipun baterai litium tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran, sel tipe koin adalah yang paling populer. Mereka juga mampu menggantikan sel alkali biasa di perangkat seperti kamera.

Di sisi lain, baterai litium menimbulkan ancaman yang jauh lebih besar bagi lingkungan dan kesehatan manusia daripada kebanyakan jenis baterai lainnya. Baterai itu juga telah digunakan dalam produksi obat-obatan metamfetamin ilegal.

5. Baterai Nikel Oksihidroksida (NiOx)

Baterai Nickel oxyhydroxide (NiOx) sedikit berbeda dari baterai alkaline standar. Selain hanya menggunakan seng dan mangan dioksida untuk katoda, mereka menambahkan nikel oksihidroksida dan grafit ke dalam campuran. Hal ini memungkinkan baterai NiOx mencapai voltase per sel yang relatif lebih tinggi, sehingga memungkinkan perangkat yang dioperasikan dengan baterai bekerja lebih baik.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai nikel oksihidroksida yang diproduksi oleh Panasonic

Output tegangan tinggi tidak sepenuhnya karena komposisi kimianya yang baru dan lebih baik, tetapi juga karena proses pembuatan vakum yang mengemas lebih banyak elektrolit ke dalam baterai. Tegangan yang lebih tinggi, bagaimanapun, dapat menyebabkan kerusakan pada instrumen dengan keterlibatan cahaya pijar seperti senter dan lampu penerangan.

6. Baterai Alkalin

 Baterai alkalin adalah salah satu baterai sel primer yang paling banyak digunakan di dunia yang mengandalkan reaksi kimia antara seng dan mangan dioksida untuk menghasilkan listrik.

Baterai ini  menggunakan kalium hidroksida, juga dikenal sebagai kalium kaustik, sebagai elektrolit. Meskipun ada jenis baterai lain yang menggunakan elektrolit alkalin, terutama baterai alkaline yang dapat diisi ulang, baterai tersebut menggunakan zat yang berbeda dalam elektroda daripada baterai alkalin.

10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Jajaran baterai alkaline berdampingan dengan ukuran berbeda. Kapasitas: 700 mAh pada beban 1 ampere (Sel berukuran standar) Voltase: 1,5 V (baterai baru)

Sel-sel semacam itu umumnya digunakan pada barang-barang yang mudah dibawa-bawa seperti kamera digital, mainan elektrik, radio, dan pemutar MP3. Hampir 80% dari semua baterai yang diproduksi di Amerika Serikat adalah baterai alkalin. Di Swiss, rasio ini mendekati 68%, dan sekitar 60% di Inggris Raya dan 47% di UE. Setiap tahun, lebih dari 10 miliar unit baterai alkaline diproduksi di seluruh dunia (data 2010).

Baterai Sekunder

Tidak seperti baterai primer, baterai sekunder dapat diisi ulang dan dapat digunakan setelah berkali-kali dibuang. Secara teknis, baterai sekunder adalah baterai yang reaksi elektrokimianya dapat dibalik. Ada lebih dari dua lusin sel sekunder, tetapi ada beberapa yang paling populer.

1. Baterai timbal-asam

Sebelum semua baterai ramah lingkungan dan hemat energi menjadi populer, baterai timbal-asam memimpin pasar. Awalnya ditemukan oleh fisikawan Prancis Gaston Planté pada tahun 1859, baterai timbal-asam menjadi hit dengan mobil listrik awal.
10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
baterai timbal asam (Aki) pada mobil
Baterai timbal-asam yang terisi penuh membawa timbal gel di ujung negatif (elektroda) dan Timbal dioksida di ujung positif dengan asam sulfat sebagai elektrolit. Listrik dihasilkan ketika ion dari terminal negatif berpindah ke elektrolit dan kemudian diserap ke terminal positif. Reaksi sebaliknya terjadi saat pengisian.
Baterai timbal-asam umumnya digunakan dalam industri mobil untuk keperluan penyalaan dan penerangan. Kegunaan lain termasuk catu daya cadangan di menara telepon dan pusat data. Baterai ini juga digunakan di kapal selam untuk memberi daya pada peralatan ketika benar-benar terendam (di bawah air).
10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai nikel-kadmium

3. Baterai nikel-metal hidrida (NiMH)

Baterai nikel-metal hidrida (NiMH) pada dasarnya merupakan peningkatan dari sel nikel-kadmium. Keduanya menggunakan elektroda basa yang sama (kalium hidroksida) dan nikel hidroksida sebagai elektroda positif. Satu-satunya perbedaan adalah, selain kadmium, nikel-logam hidrida menggunakan ion hidrogen untuk elektroda negatif.
10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai Nickel-metal hydride yang dibongkar 1. terminal positif 2. terminal negatif 3. elektroda positif 4. elektroda negatif dengan pengumpul arus 5. pemisah elektroda
Hal ini memungkinkan baterai NiMH memiliki kapasitas hampir tiga kali lipat dibandingkan dengan baterai nikel-kadmium. Dalam banyak kasus, kepadatan energinya mencapai level baterai lithium-ion. Baterai nikel-metal hidrida menggantikan baterai nikel-kadmium yang pernah populer di hampir semua bidang, terutama di elektronik konsumen di mana baterai ganda A digunakan.
Mereka juga memiliki keunggulan dibandingkan baterai alkaline standar karena daya tahan tinggi dan resistansi internal yang lebih rendah. Mereka juga digunakan di berbagai kendaraan listrik, meski kurang umum dibandingkan baterai lithium-ion.

4. Baterai Litium Ion

Peningkatan luar biasa dari baterai lithium-ion (LIBs) disebabkan oleh kinerjanya yang tinggi, standar keselamatan keseluruhan, dan penelitian berkelanjutan selama lebih dari empat dekade.
10 Jenis dan Perbedaan dari Baterai
Baterai Litium Ion
Baterai jenis ini hampir ada di mana-mana, di ponsel cerdas, laptop, tablet, perkakas listrik, mobil, dan bahkan di berbagai sistem ruang angkasa kita. Baterai jeniis ini mempunyai tegangan: 3,2 V (Lithium besi fosfat), nominal 3,6-3,7 V. Kapasitas: 3.000 mAh

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.