Perbedaan Jenis Konstruksi Baterai Mobil

Teknisimobil.com – Teknologi baterai mobil mengiringi perkembangan teknologi yang lain. Baterai mobil tidak semakin lama semakin sederhana dan hampir tidak lagi merepotkan pemilik kendaraan. Baterai basah merupakan baterai yang paling banyak dipakai di dunia saat ini. Meskipun memiliki kerumitan dalam merawat dan menjaganya, tetapi baterai mobil jenis ini masih yang paling dapat diterima masyarakat. Seringkali kita tidak memahami seperti apa sebenarnya konstruksi baterai mobil. Kita bahkan sering salah dalam merawat baterai karena ketidaktahuan ini. Oleh karena itu, penting rasanya untuk mengetahui konstruksi baterai mobil agar setidaknya memiliki pengetahuan ketika kita hendak merawat baterai mobil kita. Yuk kita simak!

Jenis Konstruksi Baterai Mobil

Jangan melepas kabel aki saat mesin hidup, bahaya banget.

Ada empat jenis baterai otomotif yang banyak digunakan, sebagai berikut:
• Tutup ventilasi atau Vent-cap (membutuhkan perawatan)
• Perawatan rendah (membutuhkan perawatan terbatas)
• Bebas perawatan (tidak memerlukan perawatan)
• Rekombinan (tidak memerlukan perawatan)

Konstruksi fisik dasar semua jenis baterai mobil serupa, tetapi bahan yang digunakan tidak demikian. Kita akan melihat konstruksi tutup ventilasi tradisional terlebih dahulu dan kemudian menjelaskan perbedaan jenis baterai lainnya.

Konstruksi Baterai Vent-Cap atau Baterai Basah

Konstruksi baterai mobil jenis ini dimulai dengan pelat positif dan negatif. Pelat dibangun di atas kisi-kisi bahan konduktif, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, yang bertindak sebagai kerangka kerja untuk logam yang berbeda. Logam yang berbeda ini disebut bahan aktif baterai. Bahan aktif, timbal spons dan timbal dioksida, ditempelkan ke grid. Saat kering, bahan aktif sangat berpori, sehingga elektrolit dapat dengan mudah menembus dan bereaksi dengannya.

Sejumlah pelat yang sama, semuanya positif atau negatif, dihubungkan bersama menjadi sekelompok pelat (gambar di bawah). Pelat saling bergabung dengan menyatukan mereka ke pelat pemersatu melalui proses yang disebut pembakaran timbal. Pelat pemersatu memiliki konektor atau pos terminal untuk saling menempelkan kelompok pelat tersebut.

Kelompok pelat positif dan negatif saling terkait sehingga pelat mereka berganti, seperti ditunjuk pada gambar di bawah. Kelompok lempeng negatif biasanya memiliki satu lempeng lebih dari kelompok positif. Untuk mengurangi kemungkinan hubungan pendek antara kedua kelompok, mereka dipisahkan oleh separator kimia inert (gambar di bawah). Separator biasanya terbuat dari plastik atau fiberglass. Separator memiliki tulang rusuk di satu sisi di samping lempeng positif. Tulang rusuk ini menahan elektrolit di dekat pelat positif untuk reaksi kimia yang efisien.

Rangkaian ratikan lengkap pelat positif, pelat negatif, dan separator disebut elemen. Satu set rangkaian tersebut ditempatkan di sel casing baterai. Karena setiap sel menyediakan sekitar 2,1 volt, baterai 12 volt memiliki enam sel dan benar-benar menghasilkan sekitar 12,6 volt ketika terisi penuh. Unsur-unsur dipisahkan satu sama lain oleh partisi sel, dan bersandar pada jembatan di bagian bawah casing yang membentuk bilik tempat sedimen dapat terkumpul. Jembatan-jembatan ini mencegah akumulasi sedimen yang melintas di bagian bawah pelat. Setelah dipasang dalam casing, elemen (sel) terhubung satu sama lain dengan menghubungkan kawat yang melewati atau melalui partisi sel (gambar di bawah). Sel-sel dihubungkan secara berurutan dalam rangkaian seri (positif ke negatif ke positif ke negatif, dan seterusnya), dan bagian atas baterai terikat pada casing untuk membentuk wadah kedap air.

Tutup ventilasi di bagian atas baterai menyediakan celah untuk menambahkan elektrolit atau air aki dan untuk keluarnya gas yang terbentuk selama charged dan discharged. Baterai terhubung ke sistem kelistrikan mobil melalui dua terminal eksternal. Terminal-terminal ini adalah pos meruncing di atas casing atau konektor berulir internal di samping. Terminal, yang terhubung ke ujung rangkaian elemen di dalam casing, ditandai positif (+) atau negatif (-), sesuai dengan ujung seri yang diwakili oleh masing-masing terminal.

Konstruksi Baterai Sealed Lead-Acid (SLA)

Sebagian besar baterai baru saat ini sebagian tertutup, pemeliharaan rendah, atau sepenuhnya tertutup, bebas perawatan baterai. Baterai perawatan rendah menyediakan beberapa metode penambahan air ke sel, seperti berikut:
• Masing-masing tutup lubang berlubang dipasang dengan bagian atas casing
• Dua penutup panel ventilasi, masing-masing memaparkan tiga sel saat dilepas
• Penutup strip terpasang rata yang dikupas untuk membuka celah sel.

Baterai asam timbal tertutup (SLA) hanya memiliki ventilasi gas kecil yang mencegah penumpukan tekanan dalam casing. Baterai perawatan rendah membutuhkan air yang ditambahkan jauh lebih jarang daripada dengan baterai basah tradisional, sedangkan baterai SLA tidak akan pernah perlu air untuk ditambahkan selama masa pakai baterai.

Baterai jenis ini berbeda dari baterai ventilasi-terutama atau baterai basah pada bahan yang digunakan untuk grid pelat. Selama beberapa dekade, baterai mobil menggunakan antimon sebagai bahan penguat dari paduan grid. Pada baterai perawatan rendah, jumlah antimon berkurang hingga sekitar tiga persen. Dalam baterai bebas perawatan, antimon dihilangkan dan diganti dengan kalsium atau strontium.

Mengurangi jumlah antimon atau menggantinya dengan kalsium atau paduan strontium menghasilkan penurunan panas internal baterai dan mengurangi jumlah gas yang terjadi selama pengisian. Karena panas dan gas beracun adalah alasan utama hilangnya air baterai, perubahan ini mengurangi atau menghilangkan kebutuhan untuk menambahkan air secara berkala. Berkurangnya kehilangan air juga meminimalkan korosi terminal baterai, karena penyebab utama korosi ini adalah kondensasi dari gas baterai normal.

Selain itu, paduan timbal non-antimoni memiliki konduktivitas yang lebih baik, sehingga baterai bebas perawatan memiliki sekitar 20 persen lebih tinggi peringkat kinerja cranking daripada baterai tradisional dengan ukuran yang sebanding.

Konstruksi Baterai Rekombinan

Baru-baru ini, baterai bebas perawatan yang sepenuhnya disegel diperkenalkan ke publik. Baterai baru tersebut tidak memerlukan — dan tidak memiliki — ventilasi gas kecil yang digunakan pada baterai bebas perawatan sebelumnya. Meskipun baterai ini pada dasarnya adalah jenis sel tegangan timbal-asam yang sama dengan yang digunakan dalam mobil selama beberapa dekade terakhir, sedikit perubahan pada bahan kimia pelat dan elektrolit mengurangi pembentukan hidrogen menjadi hampir tidak ada.

Selama pengisian daya, tutup ventilasi atau baterai bebas perawatan melepaskan hidrogen pada pelat negatif dan oksigen pada pelat positif. Sebagian besar hidrogen dilepaskan melalui elektrolisis air dalam elektrolit di dekat pelat negatif saat baterai mencapai muatan penuh. Dalam desain bebas perawatan tersegel, pelat negatif tidak pernah mencapai kondisi terisi penuh dan karenanya menyebabkan sedikit atau tidak ada pelepasan hidrogen. Oksigen dilepaskan pada lempeng positif, tetapi melewati pemisah dan bergabung kembali dengan lempeng negatif. Efek keseluruhan hampir tidak ada gas dari baterai. Karena oksigen yang dilepaskan oleh elektrolit bergabung kembali dengan pelat negatif, beberapa produsen menyebut baterai ini “rekombinasi” atau baterai elektrolit rekombinan.

Teknologi elektrolit rekombinasi dan bahan-bahan jaringan yang ditingkatkan memungkinkan beberapa baterai yang tertutup dan bebas perawatan untuk mengembangkan tegangan sirkuit terbuka yang terisi penuh kira-kira 2,1 volt per sel, atau total 12,6 volt untuk baterai enam volt 12 sel. Pemisah fiberglass mikropori mengurangi resistansi internal dan berkontribusi pada tegangan dan peringkat arus yang lebih tinggi.

Selain itu, elektrolit dalam baterai baru ini terkandung dalam pemisah jenis amplop plastik di sekitar pelat (gambar di atas). Seluruh casing tidak dibanjiri elektrolit. Ini menghilangkan kemungkinan kerusakan karena tumpah atau kebocoran asam dari baterai yang retak. Fitur desain ini mengurangi kerusakan baterai selama penanganan dan pemasangan, dan memungkinkan desain casing yang lebih kompak. Karena baterai tidak dibuang, korosi terminal dari penyerangan dengan baterai dan tumpahan atau semprotan elektrolit juga dihilangkan.

Desain amplop juga menangkap bahan aktif saat mengelupas pelat positif selama pelepasan. Dengan memegang bahan lebih dekat ke pelat, konstruksi amplop memastikan bahwa itu akan sepenuhnya sepenuhnya disimpan kembali selama pengisian. Meskipun baterai rekombinan adalah contoh teknologi canggih, persyaratan pengujian dan layanan pada dasarnya sama dengan baterai bebas timbal-asam lainnya. Namun, beberapa produsen memperingatkan bahwa pengisian cepat dengan kecepatan tinggi dapat menyebabkan baterai menjadi terlalu panas dan dapat menyebabkan kerusakan. Selalu periksa instruksi dari pabriknya untuk spesifikasi pengujian dan tingkat pengisian sebelum menyervis salah satu dari baterai ini.

Sumber gambar dan rujukan artikel: Automotive electrical dan electronic system dan wikipedia.org.