www.wikidata.id-id.nina.az
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter ponsel dan mobil listrik 1 Ketika baterai memasok daya listrik terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda 2 Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah dan perbedaan energi bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik 3 Secara historis istilah baterai secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel 4 Baterai dengan bermacam ukuran dan voltaseBaterai primer sekali pakai digunakan satu kali kemudian dibuang bahan elektrode berubah secara ireversibel selama pelepasan Contoh umum adalah baterai alkaline yang digunakan untuk senter dan banyak perangkat elektronik portabel Baterai sekunder dapat diisi ulang dapat habis dan diisi ulang beberapa kali menggunakan arus listrik yang diterapkan komposisi asli dari elektrode dapat dikembalikan dengan arus balik Contohnya termasuk baterai asam timbal yang digunakan dalam kendaraan dan baterai ion litium yang digunakan untuk elektronik portabel seperti laptop dan ponsel Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal elektrolit dapat berpindah sebagai ion di dalamnya sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja 5 Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel sel tunggal juga umumnya disebut baterai Baterai hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran dari sel miniatur yang digunakan untuk alat bantu dengar dan arloji hingga kecil sel tipis yang digunakan dalam ponsel cerdas hingga baterai asam timbal besar atau baterai litium ion dalam kendaraan dan pada ukuran paling besar bank baterai besar seukuran ruangan yang menyediakan daya siaga atau darurat untuk pertukaran telepon dan pusat data komputer Menurut perkiraan pada tahun 2005 industri baterai di seluruh dunia menghasilkan US 48 miliar dalam penjualan setiap tahun 6 dengan pertumbuhan tahunan 6 Baterai memiliki energi spesifik yang jauh lebih rendah energi per satuan massa daripada bahan bakar umum seperti bensin Pada mobil ini sedikit diimbangi oleh efisiensi yang lebih tinggi dari motor listrik dalam mengubah energi kimia menjadi pekerjaan mekanik dibandingkan dengan mesin pembakaran Daftar isi 1 Prinsip operasi 2 Perkembangan mendatang 3 Lihat pula 3 1 Orang penemu 3 2 Topik listrik terkait 3 3 Konsep elektronik terkait 3 4 Penemuan terkait 3 5 Lainnya 4 Referensi 5 Pranala luarPrinsip operasi Sunting nbsp Sel volta untuk tujuan demonstrasi Contohnya adalah 2 sel setengah yang dihubungkan dengan jembatan garam untuk transfer ion Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik Baterai terdiri dari sejumlah sel volta Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif elektrode yang di mana anion berpindah sel setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai Kation akan tereduksi elektron akan bertambah di katode ketika pengisian sedangkan anion akan teroksidasi elektron hilang di anode ketika pengisian 7 Ketika digunakan proses ini dibalik Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain tetapi terhubung via elektrolit Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit Tiap sel setengah memiliki gaya gerak listrik GGL ditentukan dari kemampuannya untuk menggerakan arus listrik dari dalam ke luar sel GGL bersih sebuah sel adalah perbedaan GGL masing masing sel setengah 8 Maka jika elektrode memiliki GGL E 1 displaystyle mathcal E 1 nbsp dan E 2 displaystyle mathcal E 2 nbsp maka GGL bersihnya adalah E 2 E 1 displaystyle mathcal E 2 mathcal E 1 nbsp Dengan kata lain GGL bersih adalah perbedaan antara potensial reduksi reaksi setengah 9 Perbedaan potensial D V b a t displaystyle displaystyle Delta V bat nbsp pada kutub baterai dikenal dengan perbedaan tegangan kutub dan diukur dalam volt 10 Tegangan kutub sebuah sel yang tidak sedang diisi ulang atau dipakai disebut tegangan rangkaian terbuka dan sama dengan GGL sel Karena adanya resistensi dalam 11 tegangan kutub pada sel yang dipakai lebih kecil daripada tegangan rangkaian terbuka dan ketika sel diisi ulang akan lebih besar daripada tegangan rangkaian terbuka 12 Sebuah sel ideal memiliki resistensi dalam yang dapat diabaikan maka sel tersebut akan menjaga tegangan terminal konstan sebesar E displaystyle mathcal E nbsp sampai habis kemudian turun menjadi nol Jika sel menjaga 1 5 volt dan menyimpan muatan satu coulomb maka pada pelepasan total akan menghasilkan 1 5 joule kerja 10 Pada sel sebenarnya resistensi dalam akan meningkat ketika melepas muatan discharge 11 dan tegangan rangkaian terbuka juga menurun ketika melepas muatan Jika tegangan dan hambatan diplot terhadap waktu maka grafiknya biasanya berbentuk kurva Tegangan yang muncul melewati kutub sel tergantung dari energi yang dilepas dari reaksi kimia pada elektrode dan elektrolit Sel baterai alkalin dan baterai seng karbon memiliki sifat kimia yang berbeda tetapi menghasilkan GGL yang sama berkisar 1 5 volt Begitu juga sel NiCd dan NiMH memiliki sifat kimia yang berbeda namun menghasilkan GGL sama sekitar 1 2 volt 13 Besar energi yang dapat disimpan baterai dipengaruhi oleh dua hal yaitu tegangan baterai yang bersatuan volt dan kapasitas baterai yang bersatuan Ah Energi yang disimpan Wh Tegangan baterai V x Kapasitas baterai Ah Tegangan baterai sendiri secara teoretik hanya dipengaruhi oleh tipe materialnya Misal pada baterai zink klorida tidak peduli berapapun ukuran baterai tegangannya ialah 2 12 V 14 Lalu kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran baterai atau lebih akurat adalah massa material aktif elektrode yang ada di baterai tersebut Namun begitu secara praktikal besar energi spesifik energi gram yang dapat disimpan jauh lebih rendah daripada teoretik Hal ini disebabkan terdapat komponen komponen dalam baterai yang menambah berat baterai yaitu elektrolit separator current collector kontainer terminal seal dll Lalu terdapat faktor seperti penurunan tegangan yang terjadi karena tiga hal Yang pertama adalah terdapat hambatan dalam baterai yang disebabkan oleh hambatan ionik dari elektrolit dan juga hambatan elektronik dari komponen aktif baterai Yang kedua adalah adanya polarisasi aktivasi yaitu polarisasi yang terjadi karena reaksi elektrokimia pada permukaan elektrode Yang ketiga adalah polarisasi konsentrasi yaitu polarisasi yang terjadi karena perbedaan konsentrasi reaktan dengan produk pada elektrode yang disebabkan oleh transfer muatan Hingga saat ini baterai sekunder atau isi ulang yang paling umum digunakan di handphone laptop maupun mobil listrik ialah baterai litium ion dengan elektrolit cair berupa LiPF6 Elektrolit tersebut sebenarnya memiliki tingkat keamanan yang relatif rendah dibanding karena sifatnya yang mudah bereaksi dengan udara dan terbakar Oleh karena itu saat ini sedang dikembangkan elektrolit padat yang memiliki tingkat keamanan lebih tinggi Sayangnya konduktivitas ionik elektrolit padat masih secara umum di bawah elektrolit cair Dengan begitu hambatan dalam yang akan dimiliki oleh baterai dengan elektrolit padat secara umum lebih besar dan penurunan tegangan yang akan terjadi juga semakin besar Perkembangan mendatang SuntingPada tahap perkembangan baterai selanjutnya salah satu baterai sekunder yang digunakan adalah baterai litium ion 15 Hal ini dikenal juga sebagai bagian dari baterai generasi selanjutnya next generation battery yang sedang aktif diteliti di lab sebagai alternatif baru untuk baterai butuh rujukan Namun manusia selalu menginginkan yang lebih baik terutama dari segi keamanan rapat energi dan rapat daya supaya memungkinkan berbagai aplikasi yang lebih canggih Tiga contoh baterai generasi selanjutnya adalah baterai all solid state baterai litium sulfur dan baterai logam udara metal air 15 Baterai litium sulfur terdiri dari anode berupa logam litium dan katode berupa sulfur S8 Kelebihan utama dari baterai litium sulfur adalah rapat energinya yang sangat tinggi secara teoretik yaitu 2 500 Wh kg sekitar lima kali rapat energi yang baterai litium ion yang saat ini ada di pasaran Oleh karena itu baterai ini dianggap sangat berprospek untuk aplikasi seperti mobil listrik yang membutuhkan penyimpanan banyak energi dalam ruangan dan berat yang kecil 16 17 Namun begitu ada satu kekurangan utama dari baterai litium sulfur Kekurangan tersebut adalah umur baterai yang sangat rendah karena ketidakmampuan baterai untuk mengulang banyak siklus pemakaian Setelah beberapa kali penggunaan kapasitas baterai litium sulfur sudah turun sangat drastis menjadi rendah Hal ini disebabkan terbentuknya senyawa senyawa sulfida tak diinginkan pada saat proses pemakaian dan pengisian 16 17 Baterai logam udara merupakan baterai yang menggunakan logam sebagai anode dan udara O2 sebagai katode Ketiga logam yang digunakan adalah litium maka baterai tersebut disebut dengan baterai litium udara inggris lithium air yang secara teoretik memiliki rapat energi 13 000 Wh kg Hal ini dimungkinkan karena anodanya yang berupa udara memiliki rapat energi yang sangat rendah Baterai logam udara ini bisa dikatakan memiliki kerja yang hampir sama dengan fuel cell yang menyimpan energi menggunakan gas H2 dan diisi dengan cara mengisi gas H2 Di sisi lain baterai logam udara diisi dengan cara yang sama dengan mengecas baterai bisanya Selain baterai litium udara baterai logam udara yang paling sering dikembangkan saat ini adalah baterai seng udara zinc air 18 Kekurangan yang menyebabkan baterai logam udara ini masih sangat jauh dari aplikasi komersial ada 4 Yang paling utama adalah sulitnya mendapatkan elektrolit yang cocok dan memiliki seluruh sifat yang diinginkan yaitu stabil dengan logam dan bisa melarutkan udara tidak beracun serta rentang elektrokimia yang luas Kekurangan lainnya adalah pembentukan solid electrolyte interphase SEI karena logam bereaksi dengan elektrolit risiko korsleting karena tumbuhnya dendrit dan stabilitas katode tempat terjadi reaksi yang biasanya diperankan oleh karbon 19 Lihat pula SuntingOrang penemu Sunting John Frederic Daniell Thomas Edison Luigi Galvani Moritz von Jacobi Georges Leclanche Slavoljub Penkala Nikola Tesla Alessandro VoltaTopik listrik terkait Sunting Perbedaan potensial Kendaraan listrik Efisiensi listrik Listrik Sel elektrokimiawi Potensial elektrokimiawi Elektrokimia Gaya elektromotif Electroplating Penyimpanan energi Baterai lokal Pencatu daya Arus searah Tenaga surya Energi terbarui nbsp Wikibooks memiliki informasi lebih banyak Constructing school science lab equipment Cell holder Konsep elektronik terkait Sunting Rangkaian seri dan paralel Elektrode Kapasitor elektrolitik Sel bahan bakar Ignition system Baterai lemon Jump start Lantern Penyimpanan energi roda terbang Baterai isi ulang Teori daya maksimum Persamaan Nernst Penyimpanan energi superkonduksi magnetik Penyimpanan energi jaringanPenemuan terkait Sunting Baterai Bagdad Sel galvani Garis waktu penemuan Daftar penemuLainnya Sunting Mesin hibrida gas listrik Mobil hibrida Pengereman regeneratif Waste Baterai CMOS Battery roomReferensi Sunting Crompton T R 2000 03 20 Battery Reference Book edisi ke third Newnes hlm Glossary 3 ISBN 978 0 08 049995 6 Diakses tanggal 2016 03 18 Pauling Linus 1988 15 Oxidation Reduction Reactions Electrolysis General Chemistry New York Dover Publications Inc hlm 539 ISBN 978 0 486 65622 9 Schmidt Rohr Klaus 2018 How Batteries Store and Release Energy Explaining Basic Electrochemistry Journal of Chemical Education 95 10 1801 1810 Bibcode 2018JChEd 95 1801S doi 10 1021 acs jchemed 8b00479 Pistoia Gianfranco 2005 01 25 Batteries for Portable Devices Elsevier hlm 1 ISBN 978 0 08 045556 3 Diakses tanggal 2016 03 18 Battery Definition of battery by Merriam Webster merriam webster com Power Shift DFJ on the lookout for more power source investments Diarsipkan 1 December 2005 di Wayback Machine Draper Fisher Jurvetson Retrieved 20 November 2005 Dingrando 665 Saslow 338 Dingrando 666 a b Knight 943 a b Knight 976 Terminal Voltage Tiscali Reference Diarsipkan 2008 04 11 di Wayback Machine Originally from Hutchinson Encyclopaedia Retrieved 7 April 2007 Dingrando 674 Energy Data Conversion Handbook 1984 doi 10 1007 978 1 349 07397 9 a b Reddy T 2010 Linden s Handbook of Batteries 4th Edition McGraw Hill Education a b L C L L Shaw Recent advances in lithiumesulfur batteries Journal of Power Sources 267 2014 770 783 a b G Aldridge Li S Lithium Sulfur An Energy Revolution 2018 F Cheng J Chen Metal air batteries from oxygen reduction electrochemistry to cathode catalysts Chem Soc Rev 41 2012 2172 2192 D Georgi Metal Air Batteries Half a Fuel Cell 42nd Power Sources Conference 2010 Pranala luar SuntingElectrochemistry Encyclopedia NONRECHARGEABLE BATTERIES Diarsipkan 2012 12 12 di Archive is Battery Glossary amp Terminology Diarsipkan 2006 04 12 di Wayback Machine Battery Technologies Diarsipkan 2006 04 08 di Wayback Machine Directory page covering theory research and development and market devices that improve the trend toward clean renewable energy FreeEnergyNews Jet Powered Computers a look at future battery technologies by Fred Hapgood Diarsipkan 2006 07 20 di Wayback Machine The Microturbine battery technology as the Next Big Thing by Fred Hapgood Diarsipkan 2005 07 30 di Wayback Machine Exide Technologies a typical manufacturer of batteries for industrial and other applications Batteries in a Portable World A Handbook on rechargeable batteries for non engineers Has a comprehensive FAQ section on rechargeable batteries Battery Timeline History of batteries energy and related technologies Mobile phone fuel cells coming in 2007 Infoworld July 13 2005 Battery Resources Diarsipkan 2006 02 13 di Wayback Machine of PESWiki the community built website dealing with alternative and renewable energy solutions Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Baterai listrik amp oldid 24249686