Saat ini Baterai menjadi hal tak terpisahkan dalam kehidupan sehari-hari, contohnya baterai pada perangkat smartphone. Penggunaan baterai pun jauh lebih praktis dan sederhana melalui teknologi baterai terbaru dibandingkan awal teknologi baterai ditemukan dulu.
Penggunaan baterai dari hari ke hari semakin massif di beberapa dekade terakhir. Hal tersebut tak dapat dilepaskan juga dari semakin meningkatnya penggunaan alat elektronik dalam kehidupan sehari-hari manusia modern.
Melalui temuan teknologi baterai terbaru, maka baterai secara lebih mudah dapat dibawa ke berbagai tempat untuk menyuplai listrik. Lantas apakah Kamu tahu bagaimana perjalanan baterai sehingga menjadi seperti sekarang, jenis dan cara kerjanya? Yuk ikuti uraian ini!
Daftar isi
Apa Itu Baterai?
Pengertian baterai (dalam bahasa Inggris disebut dengan istilah battery) merupakan sebuah alat penyimpan berupa energi kimia yang akan diubah menjadi energi Listrik. Energi listrik ini nantinya bisa dimanfaatkan oleh perangkat elektronik.
Saat ini banyak sekali alat elektronik berbentuk portable yang sumber listriknya menggunakan baterai. Mulai dari Laptop, Senter, Handphone, Remote Control, Kipas Angin Tangan dan masih banyak lagi jenis lainnya.
Dengan keberadaan sebuah baterai, maka kita akan lebih mudah untuk membawa suatu perangkat elektronik pergi ke berbagai tempat. Karena tak perlu lagi harus menyambungkan kabel ke sumber listrik guna mengaktifkan perangkat elektronik tersebut.
Struktur dasar pada setiap baterai terdiri dari dua buah terminal dan satu jenis cairan. Duah buah terminal itu adalah terminal positif yang biasanya kita sebut dengan istilah Katoda. Serta terminal negatif atau yang di dunia elektronik disebut sebagai Anoda.
Sedangkan cairan yang terdapat di dalam baterai adalah cairan elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Untuk jenis output arus listrik pada baterai adalah jenis arus searah atau yang biasa disebut juga dengan Arus DC (Direct Current).
Jenis-jenis Baterai
Berkat hadirnya teknologi baterai terbaru, maka dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal ada dua jenis baterai pada umumnya. Yaitu jenis baterai primer serta satu lagi jenis baterai sekunder.
Baterai Primer merupakan single use battery, artinya baterai ini hanya akan dapat digunakan dalam satu kali pemakaian saja. Sedangkan Baterai Sekunder atau rechargeable battery memungkinkan untuk dapat kita isi ulang, setelah energi listrik di dalamnya habis.
1. Baterai Primer (Single Use Battery)
Dalam kehidupan sehari-hari dan di pasaran, Kita akan dapat dengan mudah menemukan jenis baterai primer atau baterai sekali pakai. Hal tersebut disebabkan karena manfaat penggunaan jenis baterai yang satu ini sangat luas. Sedangkan harganya dipatok dengan banderol terjangkau
Jika pergi berbelanja ke toko, mall atau supermarket, jenis baterai primer ini akan mudah untuk Kita temukan di berbagai rak yang tertata rapi dekat dengan petugas kasir. Baterai primer ini terdiri dari berbagai jenis ukuran dengan ketegangan sekitar 1,5 Volt.
Ukuran yang umumnya tersedia pada jenis baterai ini adalah AAA = sangat kecil, AA = kecil, C = medium dan D = besar. Selain ukuran 1,5 Volt, baterai primer juga ada yang berbentuk kotak. Tegangan listrik pada model baterai ini jauh lebih besar yaitu antara 6 hingga 9 Volt.
Melalui teknologi baterai terbaru, jenis baterai primer ini sendiri terbagi menjadi beberapa kategori golongan sebagai berikut:
a. Baterai Zinc Carbon = Baterai Seng Karbon
Jenis baterai yang satu ini dikenal juga dengan istilah lain yaitu baterai Heavy Duty. Baterai ini banyak sekali terdapat di berbagai toko maupun supermarket. Dari segi harga, baterai jenis Zinc Carbon adalah jenis baterai yang masuk kategori murah dibandingkan dengan jenis lain.
Bahan utama pembuatan baterai Zinc Carbon ini terdiri dari:
- Bahan Zinc memiliki fungsi sebagai terminal negatif, sekaligus juga sebagai pembungkus dari baterai.
- Bahan Karbon yang berbentuk Batang berfungsi sebagai bagian terminal positif.
b. Baterai Alkaline = Baterai Alkali
Jika Kamu sedang mencari jenis baterai yang memiliki daya tahan yang jauh lebih lama, maka gunakanlah jenis baterai alkali. Hanya saja karena memang memiliki kemampuan yang lebih, maka baterai ini memiliki patokan harga yang lebih mahal dibanding jenis baterai zinc carbon.
Pada jenis baterai alkali, cairan elektrolit yang dipakai adalah jenis Potassium hydroxide. Dimana Potassium hydroxide ini merupakan zat Alkali sehingga itulah mengapa namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline.
Saat ini, berkat adanya teknologi baterai terbaru maka sudah banyak baterai yang menggunakan zat Alkali sebagai cairan elektrolitnya. Hanya saja sebagai elektrodanya digunakan jenis bahan aktif lainnya.
c. Baterai Lithium
Baterai Primer Lithium ini memiliki kinerja yang jauh lebih baik apabila buat perbandingan dengan berbagai jenis baterai sekali pakai lainnya. Bayangkan saja teknologi baterai terbaru Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun lamanya lho.
Selain itu baterai jenis ini juga tetap dapat bekerja meski berada pada suhu yang sangat rendah. Nah karena keunggulannya tersebut, maka jenis baterai Lithium ini banyak dimanfaatkan sebagai baterai pada aplikasi backup memory pada mikrokomputer maupun jam tangan.
Tak seperti jenis 2 baterai sebelumnya, bentuk baterai Lithium ini juga berbeda. Bentuknya biasanya berbentuk seperti kayaknya bentuk Uang logam, yaitu pipih bundar. Itulah mengapa beberapa kalangan menyebut baterai ini dengan istilah baterai koin, atau baterai kancing.
d. Baterai Silver Oxide
Teknologi baterai terbaru juga telah memungkinkan hadirnya jenis baterai yang terbuat dari silver atau perak. Jenis Baterai Silver Oxide merupakan baterai sekali pakai dengan banderol harga yang paling mahal.
Maklum saja hal tersebut karena tingginya harga Perak di pasaran yang merupakan bahan utama pembuatannya. Baterai Silver Oxide ini memiliki bentuk berupa koin dalam ukuran yang relatif sangat kecil.
Akan tetapi Kamu tak perlu ragu akan hasil energi yang disimpan dan dimilikinya. Baterai jenis ini dapat Kamu temukan pada berbagai peralatan hidup manusia modern saat ini berupa kalkulator, jam tangan atau bahkan hingga aplikasi peralatan militer.
2. Baterai Sekunder (Rechargeable Battery)
Teknologi baterai terbaru dalam perkembangannya mampu menghadirkan jenis baterai yang kedua adalah baterai Sekunder. Baterai sekunder atau Rechargeable Battery adalah model baterai yang dapat dilakukan pengisian ulang energi listriknya.
Secara prinsip kerja jenis baterai sekunder dapat menghasilkan arus listrik sama dengan Baterai Primer. Akan tetapi reaksi kimia yang terjadi pada baterai jenis Sekunder ini akan dapat berbalik arah atau Reversible.
Jika digambarkan maka bagan arus kerja baterai sekunder adalah sebagai berikut:
- Baterai dihubungkan dengan terminal baterai (discharge).
- Elektron kemudian akan mengalir dari Negatif ke Positif.
- Kemudian ketika sumber energi luar atau charger dihubungkan ke baterai, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif.
- Hal tersebut memungkinkan terjadinya proses pengisian muatan pada baterai.
Beberapa jenis Baterai isi ulang yang tampaknya sering kita temukan antara lain:
- Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium).
- Baterai Ni-MH (Nickel-Metal Hydride).
- Baterai Li-Ion (Lithium-Ion).
a. Baterai Ni Cd = Nickel Cadmium
Baterai Ni Cd Nickel Cadmium merupakan salah satu jenis teknologi baterai terbaru yang dapat diisi ulang yang bahan elektrolitnya memakai Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium.
Karena bahan elektrolitnya tersebut itulah, maka jenis baterai ini dapat beroperasi dalam jangkauan suhu yang sangat luas serta berada dalam siklus daya tahan yang lama.
Canggihnya lagi baterai Ni-Cd ini akan mampu untuk melakukan self-discharge sekitar hingga 30% setiap bulannya pada saat tidak digunakan. Sayangnya baterai ini memiliki kandungan racun sebesar 15%.
Kandungan racun tersebut didapatkan dari bahan Carcinogenic Cadmium. Oleh sebab itulah pemakaian sekaligus penjualan jenis baterai ini untuk perangkat portabel konsumen telah ditetapkan sebagai hal yang terlarang oleh pihak EU (European Union).
Larangan tersebut dibuat berdasarkan peraturan yang bernama Battery Directive. Karena baterai jenis ini dapat membahayakan kesehatan manusia serta Lingkungan Hidup secara keseluruhan.
b. Baterai Ni MH = Nickel-Metal Hydride
Berikutnya dari teknologi baterai terbaru lahir jenis baterai Ni-MH (Nickel-Metal Hydride). Baterai ini memiliki nilai keunggulan yang hampir sama dengan Ni-Cd, hanya saja baterai Ni-MH mempunyai beberapa kelebihan yang jauh lebih tinggi, antara lain”
- Kapasitas yang dimiliki baterai Ni MH jauh lebih tinggi hingga 30% dibandingkan dengan baterai Ni-Cd.
- Selain itu baterai Ni MH juga tak mengandung zat berbahaya Cadmium yang akan dapat merusak lingkungan dan kesehatan manusia.
- Baterai Ni-MH dapat menghemat biaya dalam pembelian baterai karena mampu untuk dilakukan pengisian ulang hingga ratusan kali.
Penggunaan baterai Ni-MH saat ini paling banyak untuk Kamera dan Radio Komunikasi. Akan tetapi baterai ini tetap tak boleh dibuang secara sembarangan karena masih ada kandungan zat berbahaya bagi kesehatan manusia dan Lingkungan hidup.
c. Baterai Li Ion =Lithium-Ion
Berikutnya teknologi baterai terbaru berhasil menciptakan jenis baterai Li-Ion (Lithium-Ion). Jenis baterai ini banyak terbanyak digunakan pada jenis peralatan Elektronika portable. Misalnya HP, kamera Digital, Video hingga Laptop.
Daya tahan siklus yang dimiliki oleh Baterai Li-Ion cukup tinggi hingga 30% jika dibandingkan dengan Baterai Ni-MH. Bobot yang dimilikinya juga jauh lebih ringan. Selain itu kapasitas baterai cukup mumpuni dengan rasio Self-discharge adalah sekitar 20% per bulan.
Baterai Li-Ion ini termasuk ramah lingkungan karena tidak mengandung Kadmium. Namun sama seperti Baterai Ni-MH, Baterai Li-Ion tetap tidak boleh dibuang di sembarang tempat dan harus melalui proses daur ulang agar tak berbahaya bagi manusia dan lingkungan.
Prinsip Kerja Baterai
Secara umum, sistem di dalam baterai akan bekerja dengan menggunakan dua prinsip kerja. Dua prinsip kerja ini akan saling berbeda antara satu dengan lainnya, akan tetapi satu sama lainnya tetap akan berkesinambungan.
Kedua prinsip kerja baterai tersebut adalah prinsip pengisian dan prinsip pengosongan, yang dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Prinsip Pengisian
Yang disebut sebagai prinsip pengisian baterai adalah adalah sebuah mekanisme konversi energi listrik untuk kemudian disimpan ke dalam bentuk energi kimia.
Nantinya dalam proses pengisian, baterai yang telah digunakan energi kimianya (kosong atau berkurang) akan menjalani pengisian ulang agar dapat kembali menghasilkan listrik.
2. Prinsip Pengosongan
Sedangkan yang dinamakan dengan prinsip pengosongan baterai adalah sebuah proses mekanisme konversi dari energi kimia menjadi energi listrik. Pada proses pengosongan terjadi, energi kimia akan dipecah melalui cara elektrokimia sehingga akan dapat menjadi energi listrik.
Energi listrik tersebut kemudian akan disalurkan ke dalam ke perangkat elektronik, sehingga energi kimia dalam baterai menjadi kosong atau berkurang.
Tahapan Sejarah Penemuan Baterai
Wah ternyata banyak sekali ya jenis baterai itu. Lantas bagaimana sih lintasan sejarah mencatat rangkaian temuan baterai hingga berakhir pada teknologi baterai terbaru saat ini?
1. Peradaban Baterai Kuno
Ternyata berdasarkan sejarahnya, baterai telah ada sejak 200 tahun Sebelum Masehi lho. Hal tersebut dibuktikan dengan ditemukannya beberapa pot dari tanah liat yang berbentuk aneh ketika seorang Arkeolog bernama Wilhelm Konig menggali tanah di Khujut Rabu, Baghdad.
Pot tersebut memiliki ukuran sekitar lima inci atau 12,7 cm panjangnya. Pada bagian dalam pot terdapat batang besi yang sudah dilapisi dengan tembaga. Pot itu diperkirakan berasal dari tahun 200 SM.
Dari serangkaian tes purbakala ditemukan bukti jika pot tersebut di dalamnya diisi dengan cairan semacam zat asam, seperti anggur, cuka, dan lainnya. Hal tersebut membuktikan jika pot dengan besi di dalamnya itu merupakan jenis baterai yang sangat kuno.
2. Tahun 1749
Perkembangan temuan baterai berlanjut pada tahun 1749, dimana pada saat itu Benjamin Franklin menjadi orang pertama yang menggunakan istilah baterai.
Istilah tersebut untuk menggambarkan rangkaian kapasitor yang saling berhubungan pada materi penelitian listriknya. Istilah tersebut kemudian digunakan untuk menyebut berbagai sel elektrokimia yang ditautkan secara bersama dengan tujuan untuk menghasilkan tenaga listrik.
3. Tahun 1799
Selanjutnya pada tahun 1799, seorang fisikawan yang berasal dari Italia, yaitu Alessandro Volta membuat sebuah baterai untuk pertama kalinya. Baterai tersebut terbuat dari tumpukan lapisan perak, papan tulis atau kain yang sudah dibasahi dengan memakai air asin.
Hanya saja pada temuan tersebut ketinggian lapisan yang dapat ditumpuk sangat terbatas. Semakin tinggi tumpukan, maka akan semakin berat beban sehingga akan memeras air dengan lebih cepat dan lebih mudah terkorosi. Hal itu tentu akan memperpendek usia baterai.
4. Tahun 1836
Teknologi baterai terbaru tercapai pada kurang lebih setelah mendekati selang waktu hampir 40 tahun kemudian. Yaitu tepatnya pada tahun 1836 saat John Frederic Daniell, seorang ahli kimia dari Inggris menemukan baterai yang dinamai Daniell.
5. Tahun 1998
Lantas setelah lebih dari satu abad berlalu, teknologi baterai terbaru lahir pada tahun 1998. Temuan itu berupa baterai kering yang mana pada saat itu Dry Cell Kolombia mulai dijual bebas dan diproduksi secara komersial pertama kali di Amerika Serikat.
Perkembangan Baterai Terbaru
Saat ini teknologi baterai terbaru telah mencapai tingkatan yang jauh lebih tinggi. Hal tersebut seiring dengan meningkatnya penggunaan baterai yang tak lagi hanya berhenti pada jenis perangkat elektronik portable.
Pada era ini baterai mulai digunakan pada alat transportasi, misalnya mobil atau sepeda listrik. Karena peruntukannya tersebut, maka butuh jenis baterai yang panjang umur dan memiliki daya tahan kuat.
Sayangnya hingga sekarang berbagai penelitian baterai dunia belum mampu menemukan pengganti Kobalt. Kobalt sendiri hingga saat ini adalah merupakan bahan baku utama dalam pembuatan baterai.
Itulah mengapa masih sulit untuk menghentikan penggunaan Kobalt sekaligus menemukan bahan penggantinya dalam waktu singkat. Namun semoga dengan bangkitnya industri mobil listrik, teknologi baterai terbaru dapat segera ditemukan ya.
———————-
Nah, sekian dulu uraian tentang teknologi baterai terbaru. Semoga dengan uraian ini tumbuh kesadaran dalam diri untuk lebih peka terhadap lingkungan. Salah satunya tak membuang sampah baterai secara sembarangan sebagaimana uraian di atas tadi.
