Jurnal Baterai

View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk brought to you by CORE

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG provided by E-Journal Universitas Subang

ISSN: 23-55-9241

Pengaruh Variasi Larutan Elektrolite Pada Accumulator Terhadap Arus Dan
Tegangan

Deny Poniman Kosasih

Dosen Bidang Teknik Material Jurusan Teknik Mesin Universitas Subang

ABSTRAK
Salah satu komponen yang merupakan sumber energy listrik pada kendaraan adalah
Accumulator atau yang sering disebut aki (Accu). Accumulator adalah suatu jenis battery yang
banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. Pada sel aki, baik anoda ataupun katodanya sama-sama
terbuat dari timbal bahan (Pb) berpori. Namun yang digunakan sebagai kutub negatif adalah logam Pb
murni dan kutub positif adalah logam Pb yang dilapisi PbO2, dan elektrolitnya adalah larutan asam
sulfat dengan air sulingan. Berat jenis elektrolite pada baterai yang terisi penuh ialah 1.260 atau 1.280
(pada temperatur 200C) perbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan dengan asam
sulfat pada masing-masing tipe berbeda.

Kata Kunci: Accumulator, anoda, katoda, elektrolite.

1) PENDAHULUAN kita harus mengisi ulang cairan elektrolite
tersebut ke batas yang ditentukan.
Accumulator atau yang sering disebut
aki (Accu) adalah suatu jenis battery yang Pada penelitian ini akan di kaji
banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. mengenai pengisian ulang dengan
Pada sel aki, baik anoda ataupun katodanya menggunakan air mineral merk Aqua, karena
sama-sama terbuat dari timbal bahan (Pb) merk dagang tersebut yang mudah kita
berpori. Namun yang digunakan sebagai kutub dapatkan dimana saja apa bila terjadi
negatif adalah logam Pb murni dan kutub pengurangan eletrolite baterai saat kita dalam
positif adalah logam Pb yang dilapisi PbO2, perjalanan yang jauh dari bengkel atau toko
dan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat penjual air suling yang di rekomendasikan
dengan air sulingan. Berat jenis elektrolite pabrikan baterai tersebut.
pada baterai yang terisi penuh ialah 1.260 atau
1.280 (pada temperatur 200C) perbedaan ini 2) DASAR TEORI
disebabkanperbandingan antara air sulingan
dengan asam sulfat pada masing-masing tipe Baterai (accumulator)
berbeda. Elektolite yang berat jenisnya 1.260 Baterai atau Storage Battery adalah
mengandung 65% air sulingan dan 35% asam
Sulfat, sedangkan elektrolite yang berat sebuah sel atau elemen sekunder dan
jenisnya 1.280 mengandung 63% air sulingan merupakan sumber arus listrik searah yang
dan 37% asam Sulfat. dapat mengubah energy kimia menjadi energy
listrik. Baterai termasuk elemen elektro kimia
Jumlah larutan elektrolite tidak boleh yang dapat mempengaruhi zat pereaksinya,
kurang dari batas minimum yang sudah sehingga disebut elemen sekunder. Kutub
ditentukan karena akan mengakibatkan baterai positif baterai menggunakan lempeng oksida
tidak mampu menyimpan dan mengsuplai dan kutub negatifnya menggunakan lempeng
arus. Berkurangnya bisa terjadi kapan dan timbal sedangkan larutan elektrolitnya adalah
dimana saja tanpa disadari oleh pengguna nya. larutan asam sulfat.
Maka pada saat terjadi pengurangan elektrolite
Ketika baterai dipakai, terjadi reaksi
kimia yang mengakibatkan endapan pada

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 33

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

anoda (reduksi) dan katoda (oksidasi). ujung alat ini pada air Accu, kemudian
Akibatnya, dalam waktu tertentu antara anoda menyedotnya.
dan katoda tidak ada beda potensial, artinya
Baterai menjadi kosong. Supaya Baterai dapat Pada saat Accu disetrum (recharge),
dipakai lagi, harus diisi dengan cara cairan elektrolit akan bereaksi dengan material
mengalirkan arus listrik ke arah yang pada lempengan, dan merubah permukaannya
berlawanan dengan arus listrik yang menjadi lead sulphate. Pada saat Accu
dikeluarkan baterai itu. Ketika baterai di isi digunakan (discharge), akan terjadi reaksi
akan terjadi pengumpulan muatan listrik. terbalik, yaitu lead sulphate akan kembali
Pengumpulan jumlah muatan listrik berubah menjadi bentuk semula yaitu lead
dinyatakan dalam ampere jam disebut tenaga oxide dan lead.
baterai. Pada kenyataannya, pemakaian baterai Jika mobil digunakan, proses ini akan berulang
tidak dapat mengeluarkan seluruh energy yang terus menerus. Tetapi proses ini tidaklah
tersimpan baterai itu. Oleh karenanya, baterai sempurna, karena ada deposit yang terbentuk.
mempunyai rendemen atau efisiensi. Semakin lama, lapisan deposit Sulfat akan
semakin tebal dan akan mengurangi
Accmulator (accu, aki) adalah sebuah performanya. Pada ketebalan tertentu, deposit
alat yang dapat menyimpan energi (umumnya ini akan membuat accu tidak lagi bisa
energi listrik) dalam bentuk energi kimia. recharge, dan accu harus diganti.
Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan
kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata Sejarah Baterai (accumulator)
akumulator (sebagai aki atau accu) hanya Baterai yang sering disebut aki
dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan
di bahasa Inggris, kata accumulator dapat ditemukan oleh ahli fisika dari Prancis
mengacu kepada baterai, kapasitor, bernama Gaston Plante pada tahun 1859.
kompulsator, dll.
Pada mobil yang masih menggunakan Jenis Baterai (Accumulator)
teknologi lama, jenis Accu yang banyak Accu atau aki (accumulattor)
digunakan adalah jenis lead-acid (accu basah).
Accu jenis ini komponennya merupakan merupakan salah satu komponen penting pada
gabungan dari beberapa lempengan timbal kendaraan bermotor, mobil, motor ataupun
(Pb) dan lempengan oksida (PbO2), yang generator listrik yang dilengkapi dengan
direndam dalam larutan elektrolit yang terdiri dinamo stater. Selain menggerakkan motor
dari 35% asam sulfat (H2SO4) dan 65% air starter dan sumber tenaga penerangan lampu
(H2O). Accu mobil pada umumnya kendaraan di malam hari, aki juga penyimpan
menyediakan tegangan sebesar 12 volt. listrik dan penstabil tegangan serta arus
Tegangan ini didapat dengan cara listrik kendaraan.
menghubungkan enam sel galvanik. Accu
tidak lagi bisa menyimpan arus listrik, berarti Aki basah atau Lead Acid baterai
Accu sudah mulai rusak (soak). Biasanya adalah sebuah penghasil daya listrik yang
ditandai dengan bunyi klakson yang melemah, mengunakan reaksi kimia timbal dan asam
lampu tidak terang, waktu starter mesin jadi sulfat.
lebih panjang, bahkan tidak lagi bisa
menggerakkan starter. Setiap sel menyediakan Secara perawatan dibagi menjadi 2
2,1 volt, jadi apabila di charge penuh, akan tipe: yaitu tipe aki basah dan tipe aki kering
menghasilkan 2,1 volt x 6 sel = 12,6 volt. MF (maintenance free)

Kondisi Accu, dapat diukur dengan Secara penggunaan dibagi menjadi 2
suatu alat yang men-simulasikan besar beban tipe juga: yaitu aki baterai starting dan baterai
yang masih mampu diterima oleh accu, atau deep cycle.
dengan cara sederhana dengan menggunakan Secara jenis/tipe dibagi menjadi: Baterai basah
Battery Hydrometer. Cara penggunaan konvensional, Baterai hybrid, baterai kalsium,
Hydrometer adalah dengan mencelupkan baterai MF, dan baterai sealed

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 34

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

baterai hybrid secara fisik hampir mirip aki
basah biasa.

Gambar. 2.1 Jenis baterai (Lead Acid Battery) Gambar 2.3 Baterai Hybrid

Pembagian Aki berdasarkan Jenis 3. BateraiKalsium
konstruksinya:
Kedua selnya, baik (+) maupun (-)
1. Baterai Basah Konvensional mengunakan material kalsium. Baterai jenis
Jenis baterai ini adalah baterai model ini memiliki kemampuan lebih baik dibanding
Baterai hybrid. Tingkat penguapannya pun
basah yang berisi cairan asam sulfat (H2SO4). lebih kecil dibanding baterai basah
Ciri utamanya memiliki lubang dengan konvensional.
penutup yang berfungsi untuk menambahkair Keunggulan baterai kalsium: Baterai merk
baterai saat ia kekurangan akibat penguapan Bosch, Delkor, yang sekilas mirip baterai
saat terjadi reaksi kimia antara sel dan air kering adalah jenis baterai kalsium
baterai. Sel-selnya menggunakan bahan timbal
(Pb). Kelemahan baterai jenis ini adalah
pemilik harus rajin memeriksa ketinggian level
air aki secara rutin. Cairannya bersifat sangat
korosif. Uap air baterai mengandung hydrogen
yang cukup rentan terbakar dan meledak jika
terkena percikan api. Memiliki sifat self-
discharge paling besar dibanding baterai lain
sehingga harus dilakukan penyetruman ulang
saat ia didiamkan terlalu lama.

Gambar 2.2 Baterai basah konvensional Gambar 2.4 Baterai Kalsium

2. Baterai Hybrid • Mempunyai performance yang baik
Pada dasarnya baterai hybrid tak jauh dibanding accu Antimonial dan Hybrid di atas.
• Mempunyai daya tahan / usia pakai yang
berbeda dengan baterai basah. Bedanya baik. (Tahan lama).
terdapat pada material komponen sel baterai. • Tingkat Self-Discharge paling kecil (0.1-
Pada baterai hybrid selnya menggunakan low- 0.2% (volume/day)
antimonial pada sel (+) dan kalsium pada sel (-
). Baterai jenis ini memiliki performa dan sifat 3. Baterai MF (Maintenance Free)
self-discharge yang lebih baik dari baterai
basah konvensional. (sumber: Aki GS Astra)

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 35

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

Baterai ini adalah jenis baterai bebas Gambar 2.6 Baterai Jenis Sealed
perawatan. Baterai jenis ini dikemas dalam
desain khusus yang mampu menekan tingkat Pembagian Jenis Aki berdasar pemakaiannya.
penguapan air baterai. Uap Baterai yang 1. Starting batery
terbentuk akan mengalami kondensasi Merupakan jenis aki yang dirancang mampu
sehingga kembali menjadi air murni yang menghasilkan energi (arus listrik) yang tinggi
menjaga level air baterai selalu pada kondisi dalam waktu singkat sehingga dapat
ideal sehingga tak lagi diperlukan pengisian menyalakan mesin seperti mesin kendaraan.
air aki. Baterai jenis ini biasanya terbuat dari Dengan kata lain untuk menghidupkan mesin
basis jenis baterai hybrid maupun baterai dibutuhkan arus listrik yang tinggi. Setelah
kalsium. baterai UPS adalah salah satu jenis mesin hidup aki istirahat sambil dicas kembali
baterai bebas perawatan oleh dinamo (alternator). Jadi aki akan selalu
penuh terisi arus listrik tidak pernah sampai
Gambar 2.5 Baterai jenis MF (Maintenance habis. Jika aki sering terpakai sampai habis aki
Free) jenis ini akan cepat rusak. Hampir sebagian
besar aki yang mudah ditemui di pasaran
5. Baterai Sealed (SLA) adalah jenis aki ini. Aki jenis ini sangat tidak
Baterai jenis ini selnya terbuat dari cocok untuk kendaraan listrik.

bahan kalsium yang disekat oleh jaring berisi Konstruksinya menggunakan banyak
bahan elektrolit berbentuk gel/selai. Dikemas pelat tipis secara paralel agar resistansinya
dalam wadah tertutup rapat. Baterai jenis ini rendah dengan permukaan yang lebih luas agar
kerap dijuluki sebagai baterai kering. Sifat dapat melepas arus listrik yang tinggi saat
elektrolitnya memiliki kecepatan penyimpanan dibutuhkan. Aki jenis ini banyak digunakan
listrik yang lebih baik. Karena sel terbuat dari pada kendaraan untuk menyalakan mesin.
bahan kalsium, baterai ini memiliki
kemampuan penyimpanan listrik yang jauh Gambar 2.7 Konstruksi baterai starting
lebih baik seperti pada baterai jenis calsium
pada umumnya. Pasalnya ia memiliki self- 2. Deep Cycle Batery
discharge yang sangat kecil sehingga baterai Kebalikan dari jenis Starting Battery,
sealed ini masih mampu melakukan start saat
didiamkan dalam waktu cukup lama. Deep Cycle Battery dirancang untuk
Kemasannya yang tertutup rapat membuat
baterai jenis ini bebas ditempatkan dengan
berbagai posisi tanpa khawatir tumpah.
Namun karena wadahnya tertutup rapat pula
baterai seperti ini tidak tahan pada temperatur
tinggi sehingga dibutuhkan penyekat panas
tambahan jika ia diletakkan di ruang mesin.

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 36

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

menghasilkan energi (arus listrik) yang stabil Gambar 2.9. Baterai VRLA
(tidak sebesar Starting Battery) namun dalam
waktu yang lama. Aki jenis ini tahan terhadap b. Gel Cell
siklus pengisian - pengosongan aki yang
berulang-ulang (Deep Cycle) karenanya Aki jenis ini, cairan elektrolitnya dicampur
konstruksinya menggunakan pelat yang lebih dengan pasir silica sehingga menjadi kental
tebal seperti terlihat pada gambar. Aki Deep seperti jelly (agar-agar atau puding).
Cycle banyak digunakan pada peralatan yang Kemudian jelly ini berfungsi seperti halnya
menggunaan motor listrik seperti kursi roda, cairan elektrolit. Aki jenis ini sebaiknya
forklift, mobil golf. Jenis ini juga banyak jangan digunakan pada perangkat yang
digunakan pada proyek energi alternatif untuk membutuhkan suplai arus listrik yang tinggi
menyimpan arus listrik seperti pada (discharging) atau di cas dengan arus yang
pembangkit listrik ternaga surya, pembangkit tinggi pula (charging). Kalau tidak jelly-nya
listrik tenaga angin dan pembangkit listrik akan cepat robek atau rusak sehingga aki tidak
tenaga air. dapat digunakan lagi.

Gambar. 2.8 Kontruksi Baterai Deep Cycle Gambar 2.10 Gel Cell
Batery
c. Absorbent Glass Mat Battery (AGM).
Baterai jenis Deep Cycle adalah yang paling
cocok untuk kendaraan listrik. Berikut jenis- Aki jenis ini memiliki separator (pemisah)
jenis aki yang tergolong deep cycle. yang terdiri dari fiberglass yang diletakkan di
antara pelat-pelat selnya yang bertujuan
a. VRLA, Valve-Regulated Lead Acid Battery menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di
Jenis ini sering juga disebut Sealed Lead Acid pori-pori fiberglass. Fungsi fiberglass ini mirip
battery atau Sealed Maintenance Free battery. seperti handuk yang menyerap air ketika salah
Secara fisik aki jenis ini terlindung / tertutup satu ujung handuknya dicelupkan ke dalam
rapat, yang nampak dari luar hanya terminal ember yang berisi air.
(+) positif dan (-) negatif. Didesain agar cairan
elektrolit tidak berkurang karena bocor atau
penguapan. Aki jenis ini memiliki katup
ventilasi yang hanya terbuka pada tekanan
yang ekstrem untuk pembuangan gas hasil
reaksi kimianya. Tidak ada katup untuk isi
ulang cairan elektrolitnya, karenanya dikenal
dengan aki bebas perawatan (Maintenance
Free Battery). Salah satu kelebihan aki ini
adalah tidak bisa melembung saat terjadi
overcharging.

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 37

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

a. Kotak Baterai : Berfungsi sebagai rumah
atau wadah dari komponen aki yang terdiri
atas cairan aki, pelat positif dan pelat negatif
berikut separatornya.

Gambar. 2.11 Absorbent Glass Mat Battery Gambar 2.13 Kotak Baterai
(AGM).
b. Tutup aki: Berada di atas, tutup aki
Diantara kelebihan AGM baterry adalah: berfungsi sebagai penutup lubang pengisian air
- Hampir semua aki AGM sistim aki ke dalam wadahnya. Sehingga aki tidak
pengecasannya sama seperti pengecasan aki mudah tumpah. Di aki kering tertentu tidak
pada umumnya. Tidak memerlukan syarat- ada komponen ini. Kalaupun ada tidak boleh
syarat dan alat pengecas (charger) yang dibuka.
khusus.
- Dapat disimpan untuk waktu yang lama Gambar 2.14 Tutup Baterai
tanpa harus dicas ulang karena self-discharge
nya sangat rendah (1% - 3% per bulan). (Self- c. Lubang ventilasi: Untuk tipe konvensional
discharge = penurunan kapasitas / tegangan ada di samping atas dan ada slangnya.
aki pada kondisi tanpa beban karena adanya Berfungsi untuk memisahkan gas hydrogen
resistansi internal). dari asam sulfat serta sebagai saluran
- Karena resistansi internal-nya sangat rendah, penguapan air aki. Sedang tipe MF, gas
aki tidak akan kepanasan walau digunakan hydrogen dikondisikan lagi menjadi cairan
pada beban yang membutuhkan arus yang sehingga tidak dibutuhkan lubang ventilasi.
besar atau saat di-cas ulang dengan arus listrik
yang tinggi.
- Bebas perawatan, anti penguapan, anti bocor
dan tetap beroperasi walaupun dalam cuaca
sangat dingin, bahkan walau casing akinya
retak atau pecah akan tetap beroperasi dengan
baik.
Sedangkan kekurangannya, sejauh ini
harganya yang (masih) mahal

Komponen - komponen Baterai

Gambar 2.12 Bagian-bagian Baterai Gambar 2.15 Sumbat Ventilasi

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 38

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

d. Pelat logam: Terdiri dari pelat positif dan f. Separator: Berada di antara pelat positif dan
negatif. Untuk pelat positif dibuat dari logam negatif, separator bertugas untuk memisahkan
timbal preoksida (PbO2). Sedangkan pelat atau menyekat pelat positif dan negatif agar
negatif hanya dibuat dari logam timbal (Pb). tidak saling bersinggungan yang dapat
menimbulkan short alias hubungan arus
pendek.

Gambar 2.16 Plat baterai Gambar 2.19 Sparator, sel baterai dan terminal
e. Air aki (elektrolite) baterai
Elektrolit baterai merupakan campuran antara
air suling (H2O) dengan asam sulfat (SO4), g. Sel: Adalah ruangan dalam wadah bentuk
komposisi campuran adalah 64 % H2O dan kotak-kotak yang berisi cairan aki, pelat positif
dan 36 % SO4. Dari campuran tersebut dan negatif berikut seperatornya.
diperoleh elektrolit baterai dengan berat jenis h. Terminal aki: Keduanya berada di atas
1,270. wadah, karena merupakan ujung dari
rangkaian pelat-pelat yang nantinya
Gambar 2. 17 Komposisi elektrolit baterai dihubungkan ke beban arus macam lampu dan
lainnya. Bagian ini terdiri dari terminal.
Gambar 2.18 Elektrolit
Kapasitas Baterai

Kapasitas baterai merupakan
kemampuan baterai menyimpan daya listrik
atau besarnya energi yang dapat disimpan dan
dikeluarkan oleh baterai. Besarnya kapasitas,
tergantung dari banyaknya bahan aktif pada
plat positif maupun plat negatif yang bereaksi,
dipengaruhi oleh jumlah plat tiap-tiap sel,
ukuran, dan tebal plat, kualitas elektrolit serta
umur baterai. Kapasitas energi suatu baterai
dinyatakan dalam ampere jam (Ah), misalkan
kapasitas baterai 100 Ah 12 volt artinya secara
ideal arus yang dapat dikeluarkan sebesar 5
ampere selama 20 jam pemakaian.
Besar kecilnya tegangan baterai ditentukan
oleh besar / banyak sedikitnya sel baterai yang
ada di dalamnya. Sekalipun demikian, arus
hanya akan mengalir bila ada konduktor dan
beban yang dihubungkan ke baterai. Kapasitas
baterai juga menunjukan kemampuan baterai
untuk mengeluarkan arus (discharging) selama
waktu tertentu, dinyatakan dalam Ah (Ampere

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 39

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

–hour). Berarti sebuah baterai dapat mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu)
dan seng (Zn) dapat membangkitkan ggl yang
memberikan arus yang kecil untuk waktu yang lebih besar dibandingkan pasangan logam
lainnya (kelak disebut elemen Volta).
lama atau arus yang besar untuk waktu yang
Hal ini menjadi prinsip dasar bagi
pendek. Pada saat baterai diisi (charging), pembuatan dan penggunaan elemen sekunder.
Elemen sekunder harus diberi muatan terlebih
terjadilah penimbunan muatan listrik. Jumlah dahulu sebelum digunakan, yaitu dengan cara
mengalirkan arus listrik melaluinya (secara
maksimum muatan listrik yang dapat umum dikenal dengan istilah ‘disetrum’).
Akan tetapi, tidak seperti elemen primer,
ditampung oleh baterai disebut kapasitas elemen sekunder dapat dimuati kembali
berulang kali. Elemen sekunder ini lebih
baterai dan dinyatakan dalam ampere jam dikenal dengan aki. Dalam sebuah aki
berlangsung proses elektrokimia yang
(Ampere - hour), muatan inilah yang akan reversibel (bolak-balik) dengan efisiensi yang
tinggi. Yang dimaksud dengan proses
dikeluarkan untuk menyuplai beban ke elektrokimia reversibel yaitu di dalam aki saat
dipakai berlangsung proses pengubahan kimia
pelanggan. Kapasitas baterai dapat dinyatakan menjadi tenaga listrik (discharging).
Sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi
dengan persamaan dibawah ini: proses tenaga listrik menjadi tenaga kimia
(charging). Jenis aki yang umum digunakan
Ah = Kuat Arus (ampere) x waktu (hours) adalah accumulator timbal. Secara fisik aki ini
terdiri dari dua kumpulan pelat yang yang
Dimana: Ah = kapasitas baterai aki dimasukkan pada larutan asam sulfat encer
(H2S04). Larutan elektrolit itu ditempatkan
I = kuat arus (ampere) pada wadah atau bejana aki yang terbuat dari
bahan ebonit atau gelas. Kedua belah pelat
t = waktu (jam/sekon) terbuat dari timbal (Pb), dan ketika pertama
kali dimuati maka akan terbentuk lapisan
Reaksi Redoks Pada Baterai timbal dioksida (Pb02) pada pelat positif.

Aki mampu mengubah tenaga kimia Letak pelat positif dan negatif sangat
menjadi tenaga listrik. Di pasaran saat ini berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling
sangat beragam jumlah dan jenis aki yang menyentuh dengan adanya lapisan pemisah
dapat ditemui. Aki untuk mobil biasanya yang berfungsi sebagai isolator (bahan
mempunyai tegangan sebesar 12 Volt, penyekat). Proses kimia yang terjadi pada aki
sedangkan untuk motor ada tiga jenis yaitu, dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu
dengan tegangan 12 Volt, 9 volt dan ada juga selama digunakan dan dimuati kembali atau
yang bertegangan 6 Volt. Selain itu juga dapat ‘disetrum’.
ditemukan pula aki yang khusus untuk Pada saat aki digunakan, tiap molekul asam
menyalakan tape atau radio dengan tegangan sulfat (H2S04) pecah menjadi dua ion
juga yang dapat diatur dengan rentang 3, 6, 9, hidrogen yang bermuatan positif (2H+) dan
dan 12 Volt. Tentu saja aki jenis ini dapat ion sulfat yang bermuatan negatif (S04-). Tiap
dimuati kembali (recharge) apabila muatannya ion S04 yang berada dekat lempeng Pb akan
telah berkurang atau habis. bersatu dengan satu atom timbal murni (Pb)
menjadi timbal sulfat (PbS04) sambil
Dikenal dua jenis elemen yang melepaskan dua elektron. Sedang sepasang ion
merupakan sumber arus searah (DC) dari hidrogen tadi akan ditarik lempeng timbal
proses kimiawi, yaitu elemen primer dan dioksida (PbO2), mengambil dua elektron dan
elemen sekunder. Elemen primer terdiri dan bersatu dengan satu atom oksigen membentuk
elemen basah dan elemen kering. Reaksi kimia molekul air (H2O).
pada elemen primer yang menyebabkan
elektron mengalir dari elektroda negatif
(katoda) ke elektroda positif (anoda) tidak
dapat dibalik arahnya. Maka jika muatannya
habis, maka elemen primer tidak dapat dimuati
kembali dan memerlukan penggantian bahan
pereaksinya (elemen kering). Sehingga dilihat
dari sisi ekonomis elemen primer dapat
dikatakan cukup boros. Contoh elemen primer
adalah batu baterai (dry cells).

Allesandro Volta, seorang ilmuwan
fisika mengetahui, gaya gerak listrik (ggl)
dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda
dan dipisahkan larutan elektrolit. Volta

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 40

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

Dari proses ini terjadi pengambilan elektron a. Oksigen (O) pada pelat positif terlepas
dari timbal dioksida (sehingga menjadi positif) karena bereaksi/ bersenyawa/ bergabung
dan memberikan elektron itu pada timbal dengan hidrogen (H) pada cairan elektrolit
murni (sehingga menjadi negatif), yang yang secara perlahan –lahan keduanya
mengakibatkan adanya beda potensial listrik di bergabung/ berubah menjadi (H2O).
antara dua kutub tersebut. Proses tersebut b. Asam Sulfat (SO4) Pada cairan elektrolit
terjadi secara simultan, reaksi secara kimia bergabung dengan timah (Pb) di pelat positif
dinyatakan sebagai berikut: maupun pelat negatif sehingga menempel di
Pb(s) + HSO4–(aq) →PbSO4(s) + H+ (aq) + kedua pelat tersebut. Reaksi ini akan
2e– (anode) berlangsung terus sampai isi (tenaga baterai)
PbO2(s) + 3H+ (aq) + HSO4– (aq) + 2e– habis atau dalam keadaan discharge.
→PbSO4(s) + 2H2O (l) (katode) Pada saat baterai dalam keadaan discharge
Di atas ditunjukkan terbentuknya timbal sulfat maka hampir semua asam melekat pada pelat-
selama penggunaan (discharging). Keadaan ini pelat dalam sel sehingga cairan elektrolit
akan mengurangi reaktivitas dari cairan konsentrasinya sangat rendah dan hampir
elektrolit karena asamnya menjadi lemah melulu hanya terdiri dari air (H2O), akibatnya
(encer), sehingga tahanan antara kutub sangat berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1
lemah untuk pemakaian praktis. kg/dm3 dan ini mendekati berat jenis air yang
Sementara proses kimia selama pengisian aki 1 kg/dm3. Sedangkan baterai yang masih
(charging) terjadi setelah aki melemah (tidak berkapasitas penuh berat jenisnya sekitar
dapat memasok arus listrik pada saat 1,285 kg/dm3. Nah, dengan perbedaan berat
kendaraan hendak dihidupkan). Kondisi aki jenis inilah kapasitas isi battery bisa diketahui
dapat dikembalikan pada keadaan semula apakah masih penuh atau sudah berkurang
dengan memberikan arus listrik yang arahnya yaitu dengan menggunakan alat hidrometer.
berlawanan dengan arus yang terjadi saat Hidrometer ini merupakan salah satu alat yang
discharging. Pada proses ini, tiap molekul air wajib ada di bengkel aki (bengkel yang
terurai dan tiap pasang ion hidrogen yang menyediakan jasa setrum/cas aki). Selain itu
dekat dengan lempeng negatif bersatu dengan saat baterai dalam keadaan discharge maka
ion S04 pada lempeng negatif membentuk 85% cairan elektrolit terdiri dari air (H2O)
molekul asam sulfat. Sedangkan ion oksigen dmn air ini bisa membeku, bak baterai pecah
yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada dan pelat – pelat menjadi rusak. Air memiliki
lempeng positif membentuk Pb02. Reaksi berat jenis 1 kg/cm3 ( 1 kg per 1000 cm3 atau 1
kimia yang terjadi adalah : liter) dan asam sulfat memiliki berat
2PbS04 + 2H20 —->PbO2 + Pb + 2H2S02 jenis1,285 kg/cm3 pada suhu 20 0C.

Cara Kerja Baterai 2. Saat baterai menerima arus

Gambar 2. 20 Siklus kerja accu
1. Saat Mengeluarkan Arus

Gambar 2.21 baterai saat mengeluarkan Arus Gambar. 2.22 Baterai saat menerima Arus
(discharge) (Charge)

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 41

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

Battery yang menerima arus adalah Penelitian ini merupakan penelitian
baterai yang sedang disetrum/dicas alias eksperimen yang dilakukan di Laboratorium
sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC, Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
dimana kutup positif battery dihubungkan Subang.
dengan arus listrik positif dan kutub negatif Alat dan bahan yang digunakan dalam
dihubungkan dengan arus listrik negatif. penelitian ini adalah Multi Tester / Multi meter
Tegangan yang dialiri biasanya sama dengan digital, kabel penjepit, gelas ukur, Accu, Air
tegangan total yang dimiliki baterai, artinya aki (Accu Zurr), Air Aki Isi Ulang, Air
baterai 12 V dialiri tegangan 12 V DC, baterai Mineral Merk Aqua, Lampu Hologen 55 Watt
6 V dialiri tegangan 6 V DC, dan dua baterai 12 Volt, Charger, Majun dan Corong.
12 V yang dihubungkan secara seri dialiri 3.1 Prosedur Penelitian
tegangan 24 V DC (baterai yang dihubungkan Proses Penelitian
seri total tegangannya adalah jumlah dari 1. Mempersiapkan 2 (dua) buah Aki dengan
masing-maing tegangan baterai: Voltase1 + kapasitas 6 Ah, 12 Volt Yang tidak terisi
Voltase2 = Voltase total). cairan elektrolite.

Hal ini bisa ditemukan di bengkel aki Gambar 3.2 Baterai tanpa Elektrolite
atau di kapal dimana ada beberapa baterai 2. Memberikan tanda di Bodi Baterai dengan
yang duhubungkan secara seri dan semuanya angka 1 dan 2
disetrum sekaligus. Berapa kuat arus (ampere)
yang harus dialiri bergantung juga dari
kapasitas yang dimiliki baterai tersebut.

Konsekuensinya, proses penerimaan
arus ini berlawanan dengan proses
pengeluaran arus, yaitu :

1. Oksigen (O) dalam air (H2O)
terlepas karena bereaksi/bersenyawa/
bergabung dengan timah (Pb) pada pelat
positif dan secara perlahan-lahan kembali
menjadi oksida timah colat (PbO2).

2. Asam (SO4) yang menempel pada
kedua pelat (pelat positif maupun negatif)
terlepas dan bergabung dengan hidrogen (H)
pada air (H2O) di dalam cairan elektrolit dan
kembali terbentuk menjadi asam sulfat
(H2SO4) sebagai cairan elektrolit. Akibatnya
berat jenis cairan elektrolit bertambah menjadi
sekitar 1,285 (pada baterai yang terisi penuh).

3) Metodologi

Gambar 3.3 Baterai yang diberi tanda

3. Persiapkan Cairan Aki jenis Asam Sulfat
(SO4), Air aki untuk penambahan yang sering
dijual dipasaran, dan air mineral Merk Aqua.

Gambar. 3.1 Diagram alir percobaan

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 42

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

Gambar 3.4 Cairan Bahan tambah elektrolit Gambar. 3.6 Proses pengujian Baterai dengan
komposisi 100% Asam Sulfat
4. Siapkan gelas ukur, dan corong
b. Membuat campuran perbandingan
Gambar. 3.5 Corong dan gelas ukur Elektrolite baterai dengan variasi penambahan
volume Elektrolite sebanyak 35% Asam Sulfat
5. Membuat campuran larutan sampel dan dan 65% Air Suling Pada baterai Baru.
Mengukur Arus dan Tegangan. Memasukkan masing-masing penambahan
kedalam wadah aki dengan menggunakan
a. Membuat campuran perbandingan Corong, setelah itu menutup rapat lubang
Elektrolite baterai dengan variasi penambahan pengisian dan membersihkan permukaannya
volume Elektrolite sebanyak 100% Asam dengan menggunakan Majun atau serbet. Lalu
Sulfat Pada baterai Baru. Memasukkan mengukur arus dan tegangan dengan
masing-masing penambahan kedalam wadah menggunakan multimeter digital dan juga
aki dengan menggunakan corong, setelah itu melakukan uji nyala lampu dengan
menutup rapat lubang pengisian dan menggunakan lampu Halogen 55 watt 12 volt
membersihkan permukaannya dengan yang dilukur selama 15 menit sekali sampai
menggunakan majun atau serbet. Lalu baterai tidak dapat memberikan lagi Arus
mengukur arus dan tegangan dengan (Habis Tegangannya) dan datanya langsung di
menggunakan multimeter digital dan juga masukan kedalam tabel.
melakukan uji nyala lampu dengan
menggunakan lampu Halogen 55 Watt 12 volt Gambar. 3.7 Proses pengujian baterai
yang dilukur selama 15 menit sekali sampai dengan komposisi 35% Asam Sulfat + 65%
baterai tidak dapat memberikan lagi Arus Air Suling
(Habis Tegangannya) dan datanya langsung di
masukan kedalam tabel. c. Membuat campuran perbandingan
Elektrolite baterai dengan variasi penambahan
volume Elektrolite sebanyak 35% Asam Sulfat

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 43

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

dan 65% Air Mineral Merk Dagang AQUA Tabel 2. Percobaan dengan Baterai setelah di
Pada baterai Baru. Memasukkan masing - Recharge
masing penambahan kedalam wadah aki
dengan menggunakan corong, setelah itu B. Grafik
menutup rapat lubang pengisian dan • Percobaan dengan baterai baru
membersihkan permukaannya dengan
menggunakan majun atau serbet. Lalu
mengukur arus dan tegangan dengan
menggunakan multimeter digital dan juga
melakukan uji nyala lampu dengan
menggunakan lampu Halogen 55 watt 12 volt
yang dilukur selama 15 menit sekali sampai
baterai tidak dapat memberikan lagi Arus
(Habis Tegangannya) dan datanya langsung di
masukan kedalam tabel.

Gambar. 3.8 Proses pengujian baterai dengan Gambar 4.1 Grafik Pengujian baterai
komposisi 35% Asam Sulfat + 65% Air Aqua Gambar 4.2 Grafik Pengujian baterai Waktu –

4) Data Dan Analisa Tegangan
• Percobaan dengan baterai Recharge
4. 1. Pengukuran Arus dan Tegangan Dengan
bahan tambah larutan bervariasi Gambar 4.3 Grafik Pengujian baterai Waktu –
Data yang didapatkan setelah dilakukan tegangan
pengukuran nilai arus dan tegangan dengan
menggunakan Multimeter Digital dapat dilihat
pada Tabel dan grafik di bawah ini:

A. Tabel

Tabel 1. Percobaan dengan baterai baru

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 44

MESA JURNAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUBANG ISSN: 23-55-9241

Gambar 4.4 Grafik Pengujian baterai Waktu – tegangan yang signifikan tidak mencapai 1
Ampere jam.

4.2 Analisa Data Gambar 4.1 Grafik Variasi Arus terhadap
Waktu pada percobaan 1, 2, dan 3 terjadi
Tabel 1 Data Pengujian Baterai Baru, Arus penurunan arus yang berbeda, dan pada
dan Tegangan terhadap waktu, dari percobaan percobaan ke satu dari baterai baru
menggunakan tiga variasi larutan elektrolit menunjukkan bahwa hubungan antara arus dan
yang berbeda yaitu: waktu pada baterai baru terjadi perbedaan
1. Menggunakan elektrolit baterai Asam Sulfat penurunan arus dengan arus listrik yang
(H2SO4), (Percobaan Satu) didapatkan dari larutan uji sampel ASK adalah
2. Menggunakan elektrolit baterai dengan berbanding terbalik, semakin banyak
komposisi 35% Asam Sulfat di tambah 65% penambahan waktu yang digunakan maka
air Suling, (Percobaan 2) akan semakin kecil arus listrik yang
3. Menggunakan elektrolit baterai dengan dihasilkan.
komposisi 35% Asam Sulfat di tambah 65%
air AQUA (Percobaan 3) 5) Kesimpulan
Pada Tabel 1 dapat terlihat data nilai arus dan
tegangan dari masing-masing larutan yang di Dari hasil pengujian di peroleh
gunakan. Tegangan dan arus dari percobaan 1 beberapa kesimpulan diantaranya:
selama 1 jam masih konstan dan setelah waktu
lebih dari satu jam mengalami penurunan arus 1. Air Mineral Merk dagang AQUA dapat di
dan tegangan secara bertahap. Tetapi Pada gunakan sebagai bahan tambah elektrolite
Percobaan 2 dan percobaan 3 tegangan dan baterai tetapi pemakaiannya bersifat
arus konstan hanya samapi di menit 20, dan di sementara.
menit berikutnya terjadi penurunan arus dan
tegangan yang signifikan tidak mencapai 1 2. Pemakaian bahan tambah air mineral
jam. AQUA dengan penggunaan jangka panjang
akan mengakibatkan sel baterai rusak.
Tabel 2 Data Pengujian Baterai Recharger,
Arus dan Tegangan terhadap waktu, dari 3. Dengan menggunakan air mineral AQUA,
percobaan menggunakan tiga variasi larutan pada saat pemakaian suhu elektrolite
elektrolit yang berbeda yaitu: meningkat.
1. Menggunakan elektrolit baterai Asam Sulfat
(H2SO4), (Percobaan Satu) Daftar Pustaka
2. Menggunakan elektrolit baterai dengan
komposisi 35% Asam Sulfat di tambah 65% Utomo, B. 2008.Larutan Elektrolit dan Larutan Non
air Suling, (Percobaan 2) Elektrolit.http://kimia.edu.upi/[14]Ahmad, Jayadin.
3. Menggunakan elektrolit baterai dengan 2007.ElektronikaDasar (ELDAS)-
komposisi 35% Asam Sulfat di tambah 65% IlmuElektronika.Electrinic Book.
air AQUA (Percobaan 3)
Pada Tabel 2 dapat terlihat data nilai arus dan Lister Eugene. 1988.MesindanRangkaianListrik .
tegangan dari masing-masing larutan yang di Erlangga, Jakarta.
gunakan. Tegangan dan arus dari percobaan 1
arus dan tegangan pada baterai hanya bertahan Daryanto. 1987.TeknikListrik .BinaAksara, Jakarta
30 menit, dan percobaan ke dua arus dan
tegangan hanya bertahan sekitar 30 menit, https://www.slideshare.net/vika067/cara-kerja-aki-
Tetapi Pada Percobaan ke 3 arus dan tegangan fisika
mampu bertahan lebih dari satu jam konstan
hanya samapi di menit 20, dan di menit http://www.nafiun.com/2013/01/reaksi-reduksi-dan-
berikutnya terjadi penurunan arus dan oksidasi-redoks.html

JendelaInformasiIlmuTeknik Halaman 45