Menarik

Teknologi Baterai

Teknologi Baterai

Baterai menjadi lebih banyak digunakan. Seiring dengan meningkatnya penggunaan peralatan portabel dan seluler, begitu pula penggunaan teknologi baterai.

Permintaan yang meningkat pada baterai berarti bahwa teknologi telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir, dan lebih banyak pengembangan dapat diharapkan di masa depan.

Dengan permintaan yang sangat besar untuk baterai, ada berbagai macam baterai dan teknologi sel yang tersedia. Mulai dari teknologi yang tidak dapat diisi ulang seperti baterai seng-karbon dan alkalin hingga baterai yang dapat diisi ulang yang telah dipindahkan dari NiCd melalui sel NiMH ke baterai isi ulang ion litium yang lebih baru. Dengan kebutuhan yang sangat besar akan baterai, ada sejumlah besar pengembangan teknologi baterai yang sedang berlangsung dan jenis sel dan baterai baru pasti akan tersedia, menawarkan tingkat kinerja yang lebih tinggi.

Bidang lain dari teknologi baterai yang menjadi lebih penting adalah aspek hijau atau lingkungan. Beberapa teknologi baterai lama mengandung bahan kimia yang dianggap beracun. Sekarang desain baru mencari penggunaan bahan kimia yang lebih ramah lingkungan. Sel nikel kadmium sekarang dianggap tidak ramah lingkungan dan tidak digunakan secara luas seperti sebelumnya. Baterai lain juga mengandung bahan kimia berbahaya dan ini kemungkinan akan berdampak signifikan pada arah perkembangan masa depan.

Konsep dasar baterai dan sel

Melihat pada teknologi baterai yang paling dasar, baterai adalah kombinasi dari dua atau lebih sel elektrokimia. Sel elektrokimia ini menyimpan energi dalam bentuk energi kimia, dan ini diubah menjadi energi listrik ketika dihubungkan ke rangkaian listrik di mana arus listrik dapat mengalir.

Sebuah sel terdiri dari dua elektroda dengan elektrolit ditempatkan di antara keduanya. Elektroda negatif disebut katoda, sedangkan elektroda positif disebut anoda. Elektrolit di antara keduanya bisa berupa cairan atau padatan. Saat ini banyak sel tertutup dalam wadah khusus, dan ada elemen yang dikenal sebagai pemisah yang ditempatkan antara anoda dan katoda. Ini berpori ke elektrolit dan mencegah elektroda derek agar tidak bersentuhan satu sama lain.

Perbedaan potensial di seluruh terminal baterai dikenal sebagai tegangan terminal. Jika baterai tidak melewatkan arus apa pun, mis. ketika tidak terhubung ke sirkuit apapun, maka tegangan terminal yang terlihat adalah tegangan rangkaian terbuka dan ini sama dengan EMF atau gaya gerak elektro baterai.

Diketahui bahwa semua baterai memiliki tingkat resistansi internal tertentu. Akibatnya tegangan terminal turun ketika dihubungkan ke beban eksternal. Ketika baterai menjadi habis, ditemukan bahwa resistansi internal naik dan tegangan di bawah beban turun.

Sel primer dan sekunder

Meskipun ada banyak jenis baterai, ada dua kategori utama sel atau baterai yang dapat digunakan untuk menyediakan tenaga listrik. Setiap jenis memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing dan oleh karena itu setiap jenis baterai digunakan dalam aplikasi yang berbeda, meskipun seringkali dapat dipertukarkan:

  • Baterai primer: Baterai primer pada dasarnya adalah baterai yang tidak dapat diisi ulang. Mereka mengubah energi kimia menjadi energi listrik secara ireversibel. Ketika bahan kimia di dalam baterai semuanya bereaksi untuk menghasilkan energi listrik dan habis, baterai atau sel tidak dapat segera dipulihkan dengan alat listrik.
  • Baterai sekunder: Baterai sekunder atau sel sekunder berbeda dengan baterai primer karena dapat diisi ulang. Reaksi kimia dalam sel atau baterai dapat dibalik dengan menyuplai energi listrik ke sel, memulihkan komposisi aslinya.

Sel standar dan ukuran baterai

Baterai, dan khususnya baterai primer, harus dapat diganti setelah masa pakainya berakhir. Akibatnya baterai biasanya memiliki ukuran baterai standar sehingga baterai dari produsen yang berbeda dapat digunakan. Alhasil ada sejumlah ukuran baterai standar yang digunakan.

Ringkasan ukuran baterai standar yang lebih umum diberikan di bawah ini:


Ukuran Sel & Baterai Standar
Jenis selDiameter
mm
Tinggi
mm
AAA10.544.5
A A14.550.5
C26.250.0
D34.261.5

Jenis sel

Ada berbagai jenis teknologi sel atau baterai yang tersedia. Setiap jenis teknologi baterai memiliki kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, jenis sel atau teknologi baterai yang berbeda dapat digunakan dalam aplikasi yang berbeda. Tabel di bawah ini memberikan ringkasan dari beberapa jenis yang lebih umum digunakan saat ini.


Jenis Baterai & Sifatnya
Jenis selTegangan nominal
V.
Karakteristik
Sel primer dan baterai
Mangan dioksida alkali1.5Tersedia secara luas, menyediakan kapasitas tinggi. Umur simpan biasanya sampai sekitar lima tahun. Mampu memberikan arus sedang.
Litium thionyl chloride3.6Baik untuk arus rendah hingga sedang. Kepadatan energi tinggi dan umur simpan yang lama.
Litium mangan dioksida3.0Umur simpan yang lama dikombinasikan dengan kepadatan energi tinggi dan kemampuan arus sedang.
Oksida merkuri1.35Digunakan untuk sel-sel kancing tetapi sekarang hampir habis karena merkuri yang dikandungnya.
Silve oksida1.5Kepadatan energi yang baik. Terutama digunakan untuk sel tombol.
Seng karbon1.5Banyak digunakan untuk aplikasi konsumen. Biaya rendah, kapasitas sedang. Beroperasi paling baik dalam kondisi penggunaan terputus-putus.
Seng udara1.4Kebanyakan digunakan untuk sel tombol. Memiliki umur terbatas sekali dibuka dan kemampuan arus rendah tetapi kepadatan energinya tinggi.
Sel dan baterai sekunder
Kadmium nikel
NiCd
1.2Digunakan sangat umum, tetapi sekarang digantikan oleh sel NiMH dan baterai mengingat dampak lingkungan. Hambatan internal rendah dan dapat memasok arus besar. Umur panjang jika digunakan dengan hati-hati.
Hidrida logam nikel
NiMH
1.2Kapasitas lebih tinggi tetapi lebih mahal dari NiCads. Pengisian harus dikontrol dengan hati-hati. Digunakan di banyak aplikasi di mana NiCads sebelumnya digunakan.
Ion lithium
Singa
Kapasitas tertinggi dan sekarang banyak digunakan di banyak laptop, ponsel, kamera. dll. Pengisian harus dikontrol dengan hati-hati dan seringkali memiliki masa pakai yang terbatas ~ biasanya 300 siklus pengosongan.
Asam timbal2.0Banyak digunakan untuk aplikasi otomotif. Relatif murah, tapi harapan hidup seringkali pendek.

Kinerja teknologi baterai telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir. Karena permintaan yang diperlukan akan baterai meningkat dengan kapasitas yang lebih besar yang dibutuhkan di ruang yang lebih kecil dan tingkat keandalan yang lebih tinggi, begitu banyak penelitian telah diinvestasikan untuk mencoba memenuhi persyaratan baru.

Penelitian telah menghasilkan waktu yang lebih lama antara pengisian daya, tingkat kapasitas yang lebih tinggi, dan tingkat keandalan yang lebih tinggi. Untuk masa depan, tuntutan terhadap baterai hanya akan meningkat, dan tidak diragukan lagi teknologinya akan meningkat pesat.


Tonton videonya: Արևային էներգիան Հայաստանում (September 2021).