SMAN 1 JONGGOL: jenis - jenis baterai

Hey kawan selamat datang di blog saya. Semoga apa yang saya bagi disini bisa bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi generasi muda Indonesia yang ingin terus mengembangkan dirinya dengan terus dan terus belajar sehingga kelak kita bisa membanggakan Indonesia. Aamin

Oke, Langsung saja kita masuk ke materi.

Sekarang inii dikenal 2 jenis baterai, yaitu baterai yang tergolong sel primer dan baterai yang tergolong sel sekunder. Baterai yang tergolong sel primer ketika selesai digunakan ( habis ) tidak dapat digunakan kembali saat reaksi kimianya telah terhenti. Sebaliknya baterai yang tergolong sel sekunder ketika selesai digunakan ( habis ) dapat digunakan kembali dengan cara diisi ulang. Maka perbedaan diantara baterai primer dan baterai sekunder terletak pada dapat digunakan kembali atau tidaknya seperti yang telah dibahas diatas.

Berikut baterai-baterai yang tergolong sel primer dan sel sekunder.

1. Sel primer

a. Sel Leclanche

Pada tahun 1866, george leclanche yang berasal dari Prancis mengembangkan sel volta yang lebih praktis, yaitu baterai kering. Disebut baterai kering oleh karena sel volta jenis ini menggunakan elektrolot dalam bentuk padat atau pasta.

Sel leclanche terdiri dari :

Anode : berupa silinder yang dilapisi denagn Zn

Katode : Berupa batang grafit ( karbon ), merupakan elektrode inert

Elektrolit : berupa pasta yang merupakan campuran dari mangan dioksida ( MnO₂), Zink klorida ( ZnCl₂), amonium klorida ( NH₄Cl ), air dan serbuk karbon.

Sel kering ini tidak dapat digunakan berulangkali dan memiliki daya tahan yang tidak lama. Harga dipasaran pun sangat murah

Reaksi yang terjadi :

Anode : Zn → Zn²⁺ + 2e

Katode : 2MnO₂+ 2NH₄⁺ + 2e → Mn₂O₃+ 2NH₃+ 2H₂O

Reaksi selnya : Zn + 2MnO₂+ 2NH₄⁺ → Zn²⁺ + Mn₂O₃+ 2NH₃+ 2H₂O

b.Baterai alkaline

Baterai alkaline atau sel kering alkaline pada dasarnya hampir sama dengan sel leclanche. Sel baterai ini juga menggunakan zink dan MnO₂sebagai pereaksinya, tetapi bersifat basa karena menggunakan KOH sebagai elektrolitnya menggantikan NH₄Cl.

Reaksi yang terjadi didalam baterai alkaline :

Anode ( Oksidasi )

Zn + 2OH^-→ Zn(OH)₂+ 2e

Katode ( Reduksi )

2MnO₂ + 2H₂O + 2e → 2MnO(OH)₂ + 2 OH ^-

Reaksi selnya

2MnO₂ + 2H₂O + Zn → 2MnO(OH)₂ + Zn(OH)₂

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,55 V, tetapi perlahan-lahan kekuatannya akan menurun setelah dipakai terus menerus. Baterai alkaline banyak digunakan pada CD / MD / MP3 Players, mainan, kamera, senter, remote control, dsb.

c. Sel merkuri

Sel volta yang lainnya adalah sel merkuri atau disebut juga sel kancing jenis Ruben-mallory. Sel jenis ini banyak digunakan untuk baterai arloji, kalkulator dan komputer. Namun baterai merkuri telah dilarang penggunaannyadan ditarik dari peredaran sebab bahaya yang dikandungnya (logam berat merkuri ). Baterai kancing ini terdiri atas seng sebagai anode dan merkuri (II) oksida sebagai katode. Kedua elektroda tersebut berupa serbuk padat. Ruang diantara kedua elektroda diisi dengan bahan penyerap yang mengandung elektrolit kalium hidroksida ( basa, alkaline )

Reaksi redoks yang terjadi :

Anode : Zn + 2OH ^-→ ZnO + H₂O + 2e

Katode : HgO + H₂O + 2e → Hg + 2OH^-

Reaksi selnya : Zn + HgO → ZnO + Hg

d. Sel perak Oksida

Baterai ini dapat digunakan untuk arloji, kalkulator, dan alat elektronik lainnya. Memiliki potensial sebesar1,5 V dan dapat bertahan dalam waktu yang cukup lama.

Reaksi yang terjadi :

Anoda : Zn + 2OH → Zn(OH)₂+ 2e

Katoda : Ag₂O + H₂O + 2e → 2Ag⁺ + 2OH

Reaksi diselnya : Zn + Ag₂O + H₂O → Zn(OH)₂+ 2Ag⁺

e. Baterai Lithium

Baterai lithium menggunakan logam lithium sebagai anodenya. Harga baterai lithium lebih mahal jika dibandingkan dengan baterai biasa karena dapat dipakai untuk waktu yang cukup lama ( ± 10 tahun ). Baterai lithium banyak digunakan pada sistem navigasi dan industri jam. Baterai lithium terdiri dari logam lithium yang bertindak sebagai anode, karbon yang bertindak sebagai katode, dan elektrolit yaitu larutan lithium alumunium klorida ( LiAlCl₄ ) dalam larutan tionil klorida ( SOCl₂ )

Reaksi yang terjadi :

Anode : Li → Li⁺+ e

Katode : 2SOCl₂ + 4e → SO₂ + S + 4Cl^-+

Reaksi selnya : 2SOCl₂+ 4Li → 4 Li⁺+ SO₂ + S + 4Cl^-

f. Sel Daniell

Sel Daniell diciptakan pada tahun 1839 oleh Jhon Fredic Daniell Seorang ahli kimia dan meteorology kebangsaan Inggris dan terdiri dari sebuah pot tembaga diisi dengan sulfat tembaga solusi, dimana direndam tanpa glasir wadah gerabah dengan sulfat asam dan seng elektroda.

Reaksinya :

Anode : Zn → Zn²⁺ + 2e

Katode : Cu²⁺ + 2e → Cu

Reaksi sel :Zn + Cu²⁺→ Zn²⁺+ Cu

2. Sel Sekunder

a. Sel aki

Sel aki merupakan salah satu contoh dari sel sekunder. Sel aki ini dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama, menghasilkan potensial sel yang tinggi, dan mudah untuk diproduksi. Potensial sel yang dihasilkan sebesar 12 volt. Banyak digunakan pada mobil dan motor serta kendaraan lainnya. Yang menjadi katodanya adalah PbO₂, anodanya Pb, elektrolitnya H₂SO_4.

Pada saat sel aki digunakan, energi kimia akan diubah menjadi energi listrik. Hal ini disebabkan adanya reaksi redoks spontan yang ditimbulkannya.

Reaksi yang terjadi :

Anode : Pb + SO₄^2- → PbSO₄ + 2e

Katode : PbO₂ + 4H⁺+ SO₄^2- + 2e → PbSO₄ + 2H₂O

Reaksi yang terjadi pada saat aki diisi ulang :

2PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + 4H⁺+ Pb + 2SO₄^2-

b. Sel Nikel-kadmium

Sel nikel kadmium dapat digunakan pada telepon genggam, tape recorder, pH meter, laptopp, dll. Sel dari baterai nikel-kadmium terdiri atas anode dari kadmium dan katode NiO₂ dengan KOH sebagai elektrolitnya. Potensial yang dihasilkan sebesar 1,25 volt.

Reaksi yang terjadi :

Anode : Cd + 2 OH^-→ Cd(OH)₂ + 2e

Katode : Ni(OH)₃ + e → Ni(OH)₂ + OH^-

c. Sel bahan bakar

Sel bahan bakar merupakan bagian dari sel volta yang mirip dengan aki atau baterai, dimana bahan bakarnya diisi secara terus menerus, sehingga dapat digunakan secara terus menerus juga.

Sel ini merupakan sumber energi yang bebas polutan ketika energi gas hidrogen dibakar dalam udara atau gas oksigen, selain dihasilkan air juga dibebaskannya energi

2H₂ + O₂ → 2H₂O ∆H = -572 kj

Selain ini terdiri atas anode dari lempeng nikel berpori yang dialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng nikel oksida berpori yang dialiri gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH pekat.

Reaksi yang terjadi :

Anoda : 2H₂ + 4OH^- → 4H₂O + 4e

Katoda : O₂+ 2H₂O + 4e → 4OH^-

Reaksi selnya : 2H₂+ O₂→ 2H₂O

d. Sel jeruk

Baterai jeruk menjadi objek penelitian sejak ditemukannya zat elektrolit pada baterai ini.

Katoda : Tembaga dengan ditambah ion

Anoda : Paket gatramis

Kedua benda bekerja sebagai elektroda, menyebabkan terjadinya reaksi elektrokimia yang menghasilkan beda potensial kecil. Baterai ini mirip dengan elemen pada sel volta.

Reaksi yang terjadi :

Katoda : 2Cu + 2H⁺ + 2e → 2Cu + H₂

Anoda : Zn + 2e → Zn²⁺

Reaksi selnya : 2Cu + Zn + 2H⁺ → 2Cu + Zn²⁺ + + H₂

Pada katoda tembaga ( Cu ), ion hidrogen ( proton yang terlarut dalam larutan asam ) akan membentuk molekul hidrogen.

e. Baterai Nikel-metalhidrida

Baterai NiMH banyak digunakan pada laptop, telepon seluler, camcorder, dan kamera digital. Potensialnya hampir sama dengan Ni-Cd sekitar 1,4 volt tetapi dapat menyimpan mendekati 50% energi lebih banyak dari baterai Ni-Cd. Sel dari NiMH terdiri dari anoda Ni(OH)₂ dan katoda pada panduan logam yang menyerap hidrogen serta elektrolitnya adalah KOH. Reaksi redoks yang terjadi tidak menyebabkan perubahan elektrolit. Baterai ini mempunyai umur lebih panjang dari pada baterai Ni-Cd dan dapat dilihat dari densitas dayanya yang tinggi ( 710 Wh / kg dibanding 60-80 Wh / kg pada NiMH ).

Reaksi yang terjadi :

Anoda : Ni(OH)₂ + OH^- → NiOOH + H₂O + e

Katoda : M + H₂O + e → MH + OH^-

Reaksi selnya : Ni(OH)₂ + M → NiOOH + MH

a. Baterai Lithium-tionil klorida

Baterai LiSOCl₂ memiliki ukuran yang kecil dan juga memiliki 2 bentuk yaitu silinder dan cangkram (disk). Potensial baterai ini cukup besar yaitu sekitar 2,7—3,6 v. Baterai ini terdir dari anode Li dan katode C , dimana triotil klorida tereduksi. Elektrolitnya adalah LiAlCl₄ dalam LiSOCl₂.

Porositas yang tinggi mengakibatkan arus yang dihasilkan juga besar. Sebagian besar SO₂ yang terbentuk pada reaksi akan terlarut dalam elektroloit dan katode.

Reaksinya

Anode :4Li → 4Li⁺ + 4e

Katode :2SOCl₂ + 4e → SO₂ + S + 4Cl

Reaksi sel :4Li + 2 SOCl₂ → 4LiCl + SO₄ + S

Baterai ini biasanya digunakan pada remote control, kamera, lampu senter,dll.

a. Baterai Lithium-sulfure

Baterai Lithium-sulfureadalh isi ulang dari sel galvani dengan kepadatan energi yang samgat tinggi.Berdasarkan berat atom rendah lithium dan berat moderat belerang ( sulfure ) Baterai ini relatif ringan tentang kepadatan air. Mereka menunjukan pada ketinggian pesawat terbang bertenaga surya dan terpanjang dibulan agustus 2008.