Mengenal Jenis-Jenis Baterai yang Sering Ada di Pasaran

Jika membahas mengenai perangkat elektronik tentunya sangatlah banyak, dari yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya : baterai jam dinding, baterai HP / laptop sampai dengan peralatan yang memang memerlukan pembelajaran khusus seperti resistor, kapasitor yang telah kita bahas sebelumnya.

Nah kali ini kita akan fokus belajar mengenai jenis-jenis baterai lengkap dengan dimensi ukurannya, serta bagaimana cara menghitung arus dan tegangan baterai tersebut jika dirangkai secara seri atau pararel.

Yuk kita mulai….

Pengertian Baterai

Baterai adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik.

Hal ini dikenal sebagai reaksi elektrokimia yang ditemukan oleh Fisikawan Italia yaitu Count Alexandro Volta.

Volta pertama kali menemukan proses ini pada tahun 1799 ketika dia menciptakan baterai sederhana dari plat logam dengan kardus atau kertas yang direndam dengan air.

Berdasarkan desain asli dari Volta tersebut, hingga sekarang riset dari para ilmuwan pada baterai belum berhenti untuk melakukan inovasi pada sistem baterai ini.

Saat ini hampir semua perangkat elektronik portable menggunakan baterai sebagai sumber listriknya, contoh : handphone, laptop, lampu senter, jam, ataupun remote kontrol. Bahkan banyak dari alat ukur di industri yang bekerjanya menggunakan daya dari baterai, sebut saja : thermohigrometer, temperatur recorder / alat ukur suhu yang digunakan untuk kalibrasi oven atau inkubator, dll.

Dengan adanya baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa ke mana-mana.

Arus yang keluar dari baterai adalah arus searah atau dirrect current disingkat dengan DC sehingga kutub positif dan kutub negatif baterai tidak boleh terpasang terbalik.

Satuan Kapasitas Baterai

Kapasitas baterai dalam mensuplai arus listrik menggunakan satuan mAH atau mili ampere hour. Misalnya : baterai dengan informasi 3000 mAH maka artinya baterai tersebut dapat digunakan untuk memasok arus listrik sebesar :

• 3000 mili ampere atau 3 ampere selama 1 jam atau
• 6 ampere selama setengah jam atau
• 300 mili ampere selama 10 jam

Rangkaian Elektronik dengan Baterai

Bagaimana menghubungkan baterai dengan rangkaian elektronik?

Seperti pada gambar diatas dimana lampu dirangkai dengan menggunakan baterai.

Seperti kita ketahui, baterai ada kutub positif dan kutub negatifnya. Kutub positif tersebut akan dihubungkan ke kutub positif rangkaian elektroniknya. Sedangkan kutub negatifnya akan dihubungkan ke kutub negatif dari rangkaian elektronika.

Bagaimana Jika terbalik?

Jika terbalik maka lampunya tidak akan menyala.

Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katoda dan terminal negatifnya adalah anoda.

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.

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.

Baterai terdiri dari beberapa bagian, ada dua zat penghantar listrik yang berbeda yang disebut dengan elektroda dan cairan penghantar listrik yang disebut elektrolit. Baterai yang biasa kita pakai terdiri dari bahan seng dan batang karbon. Kedua penghantar ini memiliki sifat yang berbeda dalam melepas dan menerima elektron.

Pada gambar diatas, yang ditengah adalah terminal positifnya yaitu batang karbon, sedangkan bodinya atau pembungkusnya adalah seng sebagai anodanya dimana di dalamnya ada pemisah antara kutub positif dan negatif. Selain itu juga terdapat pasta elektrolit dan campuran karbon dan NO2.

Seng adalah zat yang lebih mudah melepas elektron daripada batang karbon sehingga saat baterai terhubung dengan rangkaian listrik, elektron dari karbon akan mengalir ke rangkaian melalui kabel atau kawat hingga akhirnya kembali ke baterai dan mencapai batang karbon.

Batang karbon sangat sulit bereaksi, elektron yang berada di permukaan batang karbon akan digunakan oleh elektrolit untuk menjalankan reaksi kimia.

Jenis-Jenis Baterai

Secara umum ada 2 jenis baterai, yaitu :

1. Baterai primer atau baterai sekali pakai atau Single use
2. Baterai sekunder atau baterai isi ulang atau Rechargeable

Yuk kita bahas satu per satu..

• Baterai Primer

Baterai primer adalah baterai yang paling umum digunakan. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 volt DC dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti :

1. 1. AAA dengan ukuran sangat kecil
   2. AA dengan ukuran yang kecil
   3. C dengan ukuran medium
   4. D dengan ukuran besar
   5. Selain itu terdapat juga baterai primer yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 volt ataupun 9 volt.

 

Terminal negatif berbagai macam baterai

Setiap baterai memiliki 2 terminal yaitu satu terminal bertanda positif sedangkan yang lainnya bertanda negatif. Untuk jenis baterai AAA, AA, C, dan D itu terminal positifnya ada di ujung paling atas biasanya ada tonjolan dan yang negatifnya ada di bawah.

Terminal positif dan negatif baterai kotak

Untuk baterai yang kotak terminal positif dan negatifnya ada di atas. Terminal Positif adalah kutub yang lebih kecil dan terminal negatif adalah kutub yang lebih besar.

Berikut adalah tabel ukuran baterai yang umum ada di pasaran beserta kapasitasnya :

Misalnya :

• • Untuk baterai AAA yang mempunyai ukuran yang paling kecil pada gambar diatas mempunyai kapasitasnya 540, 1200, dan ada juga yang 800 – 1000 mAH dengan dimensi diameter 10,5 mm dan tinggi 44,5 mm.

• • Untuk baterai AA mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan yang AAA yaitu dari yang 1100, 2700, 3000, 1700 – 2900, dan 600 – 1000 mAH dengan ukuran dimensi diameter 14,5 mm dan tinggi 50.5 mm

• • Untuk baterai C atau yang mempunyai ukuran medium, kapasitasnya dari 3800, 8000, dan ada juga yang antara 4500 s/d 6.000 mAH dengan dimensi diameter 26,5 mm dan tinggi 50 mm.

• • Untuk yang D atau ukuran paling besar pada gambar diatas kapasitasnya adalah 8000, 12000, ada yang 2200 s/d 12000 mAH dengan dimensi deameter 34.2 mm dengan tinggi 61.5 mm.

• • Untuk baterai yang kotak kapasitasnya ada yang 400, 565, 120, ada yang 175 s/d 300 mAH dengan dimensi panjangnya 26.5 mm, lebar 17.5 mm, dan tinggi 48.5 mm.

Berdasarkan jenis material yang digunakan baterai primer ada beberapa jenis :

Baterai Zink Carbon atau Seng Karbon

Baterai ini sering disebut dengan baterai heavy-duty. Baterai ini terdiri dari bahan zinc yang berfungsi sebagai terminal negatif dan juga sebagai pembungkus baterainya sedangkan kriminal positifnya adalah terbuat dari karbon yang berbentuk batang. Baterai jenis zinc carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

Baterai alkalin

Baterai Alkaline memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang relatif lebih mahal dibandingkan dengan baterai zinc karbon. Elektrolit yang digunakan pada baterai ini adalah potasium hydroxide yang merupakan zat alkali atau alkaline sehingga namanya juga sering disebut dengan baterai alkaline.

Saat ini banyak baterai yang menggunakan alkali sebagai elektrolit tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai elektrodanya.

Baterai lithium

Baterai lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibandingkan jenis baterai primer lainnya. Baterai lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah.

Karena keunggulannya tersebut baterai jenis lithium ini sering digunakan untuk aplikasi memori backup pada mikro komputer ataupun jam tangan.

Baterai ini juga biasanya dalam bentuk seperti uang logam atau disebut juga baterai koin. Ada juga yang mengenalnya dengan botton cell atau baterai kancing.

Baterai silver oxide

Baterai ini tergolong mahal karena tingginya harga perak. Baterai silver oxid dapat menghasilkan energi yang tinggi meskipun dengan bentuk yang relatif lebih kecil dan ringan.

Baterai jenis silver oxid ini sering dibuat dalam bentuk baterai koin atau baterai kancing. Baterai jenis ini sering dipergunakan pada jam tangan dan kalkulator.

• Baterai Sekunder

Baterai sekunder adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang atau rachargeable baterai. Pada prinsipnya cara kerja baterai sekunder menghasilkan arus listrik sama dengan baterai primer. Hanya saja reaksi kimia pada baterai sekunder ini dapat berbalik atau reversible.

Pada saat baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal baterai atau disebut proses discharge, elektron akan mengalir dari negatif ke positif. Sedangkan pada saat sumber energi luar dihubungkan dengan baterai sekunder atau disebut dengan proses charger elektron akan mengalir dari positif ke negatif hingga terjadi pengisian muatan pada baterai.

Baca Juga : Tang Ampere Alat Ukur Arus Listrik

Baterai sekunder juga ada jenisnya tergantung material pembuatnya.

Baterai Ni-Cd (Nickel Cadmium)

Baterai yang terbuat dari nikel kadmium. Baterai Ni-Cd adalah jenis baterai yang menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metalic Cadmium sebagai bahan elektrolitnya. Baterai Ni-Cd ini memiliki kemampuan beroperasi dalam jangkauan suhu yang luas dan siklus daya tahan yang lama.

Baterai Ni Cd akan melakukan “discharge” sendiri sekitar 30 % per bulan saat tidak digunakan. Jadi kalau tidak digunakan akan habis dengan sendirinya.

Baterai ini mengandung racun sekitar 15 % yaitu bahan karsinogenik kadmium yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan hidup.

Baterai Ni-MH

Baterai ini terbuat dari nickel metal hydride, Baterai ini keunggulan yang hampir sama dengan baterai Ni-Cd tetapi baterai Ni MH memiliki kapasitas 30 % lebih tinggi dibandingkan dengan baterai Ni-CD serta tidak memiliki zat berbahaya kadmium yang dapat merusak lingkungan dan kesehatan manusia.

Baterai Ni-MH dapat diisi ulang hingga ratusan kali sehingga dapat menghemat biaya dalam pembelian baterai. Baterai Ni-MH memiliki self discharge sekitar 40 % setiap bulannya jika tidak digunakan.

Saat ini baterai Ni-MH banyak digunakan dalam kamera dan radio komunikasi. Meskipun tidak memiliki zat berbahaya kadmium, baterai Ni MH tetap mengandung sedikit zat berbahaya.

Baterai Lithium-Ion

Baterai lithium-ion memakai senyawa lithium interkalasi sebagai bahan elektrodanya. Hal ini berbeda dengan lithium metalik yang dipakai di baterai lithium-ion non isi ulang.

Dalam baterai ini, lithium-ion bergerak dari elektroda negatif ke elektroda positif saat baterai sedang digunakan dan kembali saat diisi ulang.

Baterai lithium-ion umumnya dijumpai pada barang-barang elektronik. Baterai ini merupakan jenis baterai isi ulang yang paling populer dalam peralatan elektronik portable karena memiliki salah satu kepadatan energi yang terbaik tanpa efek memori dan mengalami kehilangan isi yang lambat saat tidak digunakan dimana Rasio self dischargenya adalah sekitar 20 % per bulan.

Baterai lithium-ion lebih ramah lingkungan karena tidak mengandung zat berbahaya kadmium tapi sama seperti baterai Ni-MH meskipun tidak memiliki zat berbahaya kadmium, baterai lithium-ion tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan lingkungan hidup sehingga perlu dilakukan daur ulang atau proses recycle dan tidak boleh dibuang disembarang.

Cara Menghitung Arus dan Tegangan Baterai

Pada rangkaian seri dan paralel, baterai adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik.

Hampir semua perangkat elektronik yang portable menggunakan baterai sebagai sumber listriknya dan seringkali juga kita melihat perangkat elektronik yang menggunakan satu atau lebih baterai. Hal ini disebabkan karena setiap perangkat elektronik menggunakan tegangan DC yang berbeda-beda sedangkan tegangan baterai yang ada di pasaran hanya mempunyai nilai tegangan tertentu seperti 1,5 VDC, 9 VDC, dll.

Maka untuk mendapatkan tegangan tertentu tersebut kita bisa merangkai baterai tersebut. Baterai dapat dirangkai secara seri ataupun paralel namun output dari kedua rangkaian tersebut akan berbeda.

Rangkaian seri baterai akan meningkatkan tegangan output baterai sedangkan arus listriknya akan tetap sama. Sedangkan rangkaian paralel baterai akan meningkatkan arus listrik tetapi tegangan outputnya akan tetap sama.

Baca Juga : Multitester / AVO meter untuk mengukur tegangan listrik

Rangkaian Seri Baterai

Untuk bisa merangkai rangkaian seri baterai, kita menghubungkan kutub positif dari baterai satu ke kutub negatif baterai yang lainnya.

Rumus tegangan dan arus pada rangkaian seri adalah :

Rumus Tegangan

Vtotal = Vbat1 + Vbat2 + Vbat3 + ….. + VbatN

Rumus Arus

Itotal = Ibat1 = Ibat2 = Ibat3 = ….. = IbatN

Untuk Tegangan adalah Penjumlahannya Sedangkan Untuk Arusnya Sama Semua

Contoh :

Jika suatu perangkat elektronik membutuhkan tegangan 3 volt, maka kita bisa merangkai 2 buah baterai 1,5 volt DC secara seri.

Sehingga untuk tegangannya tinggal dijumlahkan saja.

Vtotal = Vbat1 + Vbat2

3V = 1.5 V + 1.5 V

Rangkaian Pararel Baterai

Untuk rangkaian paralel maka kutub positif baterai satu kita hubungkan dengan kutub positif baterai yang lainnya sedangkan kutub negatifnya kita hubungkan dengan kutub negatif baterai yang lain seperti tampilan gambar diatas.

Rumus Tegangan dan Arus pada Rangkaian Paralel

Rumus Tegangan :

Vtotal = Vbat1 = Vbat2 = Vbat3 = ….. = VbatN

Rumus Arus :

Itotal = Ibat1 + Ibat2 + Ibat3 + ….. + IbatN

Untuk tegangannya sama semua sedangkan arusnya adalah penjumlahan

Contoh :

Jika 2 buah baterai 1,5 volt dan arusnya 1000 mAH dirangkai secara paralel maka berapa tegangan total dan arus total?

Maka jika menggunakan rumus diatas :

Vtotal = 1.5 = 1.5 Volt

Sedangkan untuk

Itotal = 1000 mAH + 1000 mAH = 2000 mAH

Kesimpulan

• Nilai tegangan baterai akan bertambah jika menggunakan rangkaian seri sedangkan nilai arusnya akan tetap.
• Nilai arus baterai akan bertambah jika menggunakan rangkaian paralel sedangkan nilai tegangannya akan tetap.

Kita juga dapat menggunakan rangkaian gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel baterai untuk mendapatkan tegangan dan arus yang diinginkan.

Demikian pembahasan mengenai jenis-jenis baterai berikut dengan ukurannya, serta rangkaian seri dan pararel pada baterai.

Oya, terkait dengan komponen elektronika, kami juga telah menulis mengenai resistor, salah satu komponen elektronika yang sangat penting. Jika teman-teman tertarik silakan dibaca di artikel berikut : Kode Warna Resistor dan Cara Membaca Nilainya.

Semoga Bermanfaat.