BATERAI

KONSTRUKSI DAN MEMERIKSA BATERAI          

A.       Tujuan Pembelajaran Umum

1.    Siswa dapat mengetahui konstruksi baterai

2.    Siswa dapat mengidentifikasi tipe dan kapasitas baterai

3.    Siswa dapat melakukan pemeriksaan visual pada baterai

B.       Materi Pokok

            1.    Konstruksi Baterai

            2.    Pemeriksaan dan Pengujian Visual Baterai

C.       Uraian Meteri

Baterai merupakan sumber energi listrik yang digunakan oleh sistem starter dan sistem kelistrikan yang lain. Baterai ada dua tipe yaitu baterai kering dan baterai basah. Baterai yang digunakan untuk motor, mobil maupun truk adalah  baterai jenis basah.

Pada kendaraan secara umum baterai berfungsi  sebagai sumber energi listrik pada kendaraan, namun bila kita amati lebih detail maka fungsi baterai adalah:

1)        Saat mesin mati sebagai sumber energi untuk menghidupkan asessoris, penerangan, dsb.

2)        Saat starter untuk mengidupkan sistem starter

3)        Saat mesin hidup sebagai stabiliser suplai listrik pada kendaraan, dimana pada saat hidup energi listrik bersumber dari alternator.

 1.    Konstruksi Baterai

Baterai terdiri dari beberapa komponen antara lain : Kotak  baterai, terminal baterai, elektrolit baterai, lubang elektrolit baterai,  tutup baterai dan sel baterai. Dalam satu baterai terdiri dari beberapa sel baterai, tiap sel menghasilkan tegangan 2 - 2,2 V. Baterai 6 V terdiri dari 3 sel, dan baterai 12 V mempunyai 6 sel baterai yang dirangkai secara seri.

Tiap sel baterai mempunyai lubang untuk mengisi elektrolit baterai, lubang tersebut ditutup dengan tutup baterai, pada tutup terdapat lubang ventilasi yang digunakan untuk mengalirkan uap dari elektrolit baterai. Tiap sel baterai terdapat plat positip, saparator dan plat negatip, plat positip berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatip berwarna abu-abu metalik (metallic gray).

 a.    Kotak baterai

Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan didalamnya dibagi menjadi ruangan sesuai dengan jumlah selnya. Pada kotak baterai terdapat garis tanda upper level  dan lower level , sebagai indicator jumlah elektrolit.

b.    Elektrolit Baterai

Elektrolit baterai merupakan campuran antara air suling (H₂O) dengan asam sulfat (SO₄), komposisi campuran adalah 64 % H₂O  dan dan 36 % SO₄. Dari campuran tersebut diperoleh elektrolit baterai dengan berat jenis 1,270.

                

                                                                           

c.    Sumbat Ventilasi

Sumbat ventilasi ialah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Sumbat ini juga berfungsi untuk memisahkan gas hidrogen (yang terbentuk saat pengisian) dan uap asam sulfat di dalam baterai dengan cara membiarkan gas hidrogen keluar lewat lubang ventilasi, sedangkan uap asam sulfat mengembun pada tepian ventilasi dan menetes kembali ke bawah.

 

Reaksi Kimia pada Baterai

Baterai merupakan pembangkitan listrik secara kimia. Listrik dibangkitkan akibat reaksi kimia antara plat positip,  elektrolit baterai dan plat negatip. Saat baterai dihubungkan dengan sumber listrik arus searah maka terjadi proses pengisian (charge). Proses tersebut secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:

 Plat (+) + Elektrolit + Plat  (-)      Plat (+)  +  Elektrolit  +  Plat  (-)

 Pb SO₄  + 2 H₂O + PbSO₄              PbO₂   + 2H₂SO₄  + Pb

Saat sistem starter berfungsi maka energi listrik yang tersimpan di baterai akan mengalir ke beban, proses ini sering disebut proses pengosongan (discharge).  Proses pengosongan secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:

Plat (+) + Elektrolit + Plat  (-)        Plat (+)  +  Elektrolit  +  Plat  (-)

 Pb SO₄  + 2H₂SO₄ + PbSO₄           PbO₂   + 2 H₂O  + Pb

          

 Dari  reaksi kimia tersebut terdapat perbedaan elektrolit baterai saat kapasitas baterai penuh dan kosong,  dimana saat baterai penuh elektroli terdiri dari 2H2SO4, sedangkan  saat kosong elektrolit batarai adalah 2H2O.

 Rating Kapasitas Baterai

Energi yang tersimpan dalam baterai harus cukup kuat untuk starter, untuk itu baterai harus terisi penuh. Kapasitas baterai menunjukkan jumlah listrik yang disimpan baterai yang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik. Kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran plat, jumlah plat, jumlah sel dan jumlah elektrolit baterai. Terdapat 3 ukuran yang sering menunjukkan kapasitas baterai, yaitu:

1)        Cranking Current  Ampere (CCA)

2)        Reserve Capacity

3)         Ampere Hour Capacity (AH)

Cranking Current  Ampere (CCA)

Kapasitas baterai tergantung pada bahan plat yang bersinggungan dengan larutan elektrolit, bukan hanya jumlah plat tetapi besar ukuran (luas permukaan singgung) pada plat yang akan menentukan kapasitasnya.  The Internasional standard memberikan nilai untuk capasitas baterai dengan SAE Cranking Current atau   Cold Cranking Current (CCA Cold Cranking Ampere).  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).

Kapasitas baterai  adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan tegangan tiap sel dibawah 1.75 volt. Sebagai contoh: Sebuah Baterai yang secara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20 jam dinilai memiliki 60 AH.

Rumus menentukan kapasitas baterai adalah:

AH = A (amper) x H (Jam)

 JIS mendefinisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik yang dilepaskan sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10,5 V dalam 5 jam. Sebagai contoh baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatannya secara terus menerus 10 A selama 5 jam sampai mencapai tegangan pengeluaran akhir (10,5 V). Maka kapasitas baterai ialah 50 AH (10 x 5 jam) 1 Oc

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

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

 2.    Memeriksa Baterai

Baterai harus diperiksa secara periodik dan diuji kemampuannya. Terdapat 3 kelompok pemeriksaan dan pengujian baterai yang sering dilakukan, yaitu:

1)        Pemeriksaan Visual

2)        Pemeriksaan elektrolit dan kebocoran

3)        Pengujian Beban

                                          

 3.    Pemeriksaan Visual Baterai

Pemeriksaan visual  meliputi :

 1)        Kotak baterai :

Kotak baterai sering mengalami kerusakan yang dapat didentifikasi secara visual, jenis kerusakan kotak baterai antara lain:  kotak  retak  akibat benturan, mengembang akibat over charging, bocor akibat keretakan atau mengembang

2)        Sel-sel baterai :

Sel baterai sering mengalami gannguan yaitu sell yang mengembang akibat over charging maupun mengkristal dan sel yang rontok karena getaran, kualitas yang kurang baik maupun usia baterai

 3)        Terminal baterai dan konektor kabel:

Terminal baterai dan konektor merupakan bagian baterai yang sering mengalami kerusakan, bentuk kerusakan paling banyak adalah korosi yang disebabkan oleh uap elektrolit baterai maupun panas akibat kenektor kendor atau kotor

4)        Jumlah elektrolit

Jumlah elektrolik perlu diperiksa secara periodic. Bila pengisian berlebihan (over charging) maka elektrolit cepat berkurang karena penguapan berlebihan. Pemeriksaan jumlah elektrolit dapat dilakukan dengan cepat karena kotak dibuat dari plastic yang tembus pandang.  Jumlah elektrolit harus berada diantara garis Upper Level dan Lower Level.

5)        Kabel Baterai

Kabel baterai  dialiri arus yang sangat besar, saat mesin distarter besar arus dapat mencapai 250 – 500 A, tergantung dari daya motor starter, dengan arus sebesar itu kabel akan panas. Panas pada kabel menyebabkan elasitas kabel menurun, isolator muda pecah dan terkupas,  hal ini terjadi terutama pada isolator dekat dengan terminal baterai.

 

6)        Pemegang Baterai

Pemengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar goncangan baterai dapat dihindari, sehingga usia baterai dapat lebih lama. Gangguan pada pemegang baterai antara lain kendor akibat mur pengikat karat untuk itu lindungi mur dengan mengoleskan vaselin/ grease.

Pemeriksaan Elektrolit

Jumlah elektrolit baterai harus selalu dikontrol, jumlah yang baik adalah diantara tanda batas Upper Level dengan Lower Level. Jumlah elektrolit yang kurang menyebabkan sel baterai cepat rusak, sedang jumlah elektrolit berlebihan menyebabkan tumpahnya elektrolit saat batarai panas akibat pengisian atau pengosongan berlebihan. Akibat proses penguapan saat pengisian memungkinkan jumlah elektrolit berkurang, untuk menambah jumlah elektrolit yang kurang  cukup dengan menambah H₂O atau terjual dengan nama Air Accu.

Penyebab elektrolit cepat berkurang dapat disebabkan oleh overcharging, oleh karena bila berkurangnya elektrolit tidak wajar maka periksa dan setel arus pengisian. Keretakan baterai dapat pula menyebabkan elektrolit cepat berkurang, selain itu cairan elektrolit dapat mengenai bagian kendaraan, karena cairan bersifat korotif maka bagian kendaraan yang terkena elektrolit akan korosi.

Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai menggunakan alat hydrometer. Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai merupakan salah satu metode untuk mengetahui kapasitas baterai. Baterai penuh pada suhu 20 ºC mempunyai Bj 1,27-1,28, dan baterai kosong mempunyai Bj 1,100 -1,130.

 Berat jenis elektrolit berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan 1 ºC. Spesifikasi berat jenis normal ditentukan pada 20 ºC, oleh karena itu saat pengukuran temperature elektrolit harus diamati. Rumus untuk mengkoreksi hasil pengukuran adalah:

S _{20 ºC}= St + 0,0007 x (t  -  20)

S _{20 ºC}        :           Berat jenis pada temperature 20 ºC

St             :           Nilai pengukuran berat jenis

t                 :           Temperatur elektrolit saat pengukuran

Contoh:

Tentukan  berat jenis baterai bila hasil pengukuran pada temperature 0ºC, menunjukkan berat jenis 1,260.

                               S _{20 ºC}  =          St + 0,0007 x (t  -  20)

                                           =          1,260  +  0,0007  x ( 0 – 20)

                                           =          1,260 – 0,014

                                           =          1,246

Tindakan yang harus dilakukan terkait hasil pengukuran elektrolit  adalah sebagai berikut:

Tabel .1  Tindakan yang dilakukan berdasarkan hasil pengukuran BJ elektrolit

HASIL  PENGUKURAN	TINDAKAN
1.280 Atau lebih	Tambahkan air suling agar berat jenis berkurang
1.220 – 1.270	Tidak Perlu Tindakan
1.210 atau kurang	Lakukan pengisian penuh, ukur berat jenis.  Bila masih dibawah 1.210 ganti baterai.
Perbedaan  antar sel kurang dari 0.040	Tidak perlu tindakan
Perbedaan berat jenis antar sel 0.040 atau lebih	Lakukan pengisian penuh, ukur berat jenis. Bila berat jenis antar sel melebihi 0.030, setel berat jenis. Bila tidak bisa dilakukan, ganti baterai

4.    Hydrometer

Hydrometer  adalah alat untuk mendeteksi berat jenis pada cairan elektrolit pada baterai

Cara mengoprasikan Hidro meter sebagai berikut:

A.   Mausukan ujung hydrometer kedalam lubang sel sampai menjentuh permukaan caira elektrolit

B.   Tekan karet pada ujung hydrometer sampai ke dalam

C.   Setelah kembali ke posisi semula maka kalian dapat melihat hasil yang di tentukan pada aurometer

Cara menghitung hasil penggukururan berat jenis air elektrolit dapat dilihat pada tabel diatas sebagai berikut:

A.   Good/warna hijau = Kondisi air elektrolit sangat baik

B.     Fair /warna putih  = Kondisi caira accu baik

C.     Recharge/warna merah =Kondisi air elektrolit perlu pengisian / stroom

Kebocoran Arus

Adanya kebocoran arus listrik menyebabkan baterai mengalami pengosongan, sehingga bila kendaraan lama tidak digunakan maka energi listrik yang tersimpan pada baterai dapat berkurang cukup banyak sehingga mesin sulit dihidupkan.

    Mobil sulit distart di pagi hari, adalah salah  satu akibat yang ditimbulkan dari :

1. Clamp Pengikat kutub + dan – aki yang kurang kencang, atau timbulnya kerak putih disekitar kepala aki.

2. Kondisi air accu (electrolit) yang kurang sesuai dengan yang dipersyaratkan di bagian luar aki.

3. Bagian body accu sudah mengembung atau bocor.

Cara perawatan pada baterai agar dapat tahan lama

v  Lakukan pengecekan air aki secara rutin, tambah jika kurang

v  Pergunakan air aki berbotol biru.

v  Bersihkan terminal aki jika terdapat kerak berwarna putih.

v  Ganti aki jika sudah gembung, atau bocor.