Tentang AKI Dan Permasalahanya

Istilah Aki atau lebih dikenal dengan nama ACCU berasal dari istilah asing " Accumuleren" yang berarti menyimpan dan mengumpulkan.Accu adalah alat yang dapat menyimpan energi listrik menjadi energi kimia.

Jenis - Jenis Aki

Aki Basah
Hingga saat ini aki yang populer digunakan adalah aki model basah yang berisi cairan asam sulfat (H2SO4). Ciri utamanya memiliki lubang dengan penutup yang berfungsi untuk menambah air aki saat ia kekurangan akibat penguapan saat terjadi reaksi kimia antara sel dan air aki. Sel-selnya menggunakan bahan timbal (Pb). Kelemahan aki jenis ini adalah pemilik harus rajin memeriksa ketinggian level air aki secara rutin. Cairannya bersifat sangat korosif. Uap air aki mengandung hydrogen yang cukup rentan terbakar dan meledak jika terkena percikan api. Memiliki sifat self-discharge paling besar dibanding aki lain sehingga harus dilakukan penyetruman ulang saat ia didiamkan terlalu lama.
Accu Hybrid
Pada dasarnya aki hybrid tak jauh berbeda dengan aki basah. Bedanya terdapat pada material komponen sel aki. Pada aki hybrid selnya menggunakan low-antimonial pada sel (+) dan kalsium pada sel (-). Aki jenis ini memiliki performa dan sifat self-discharge yang lebih baik dari aki basah konvensional.
Accu Calcium
Kedua selnya, baik (+) maupun (-) mengunakan material kalsium. Aki jenis ini memiliki kemampuan lebih baik dibanding aki hybrid. Tingkat penguapannya pun lebih kecil dibanding aki basah konvensional.
Accu Bebas Perawatan / Maintenance Free (MF)
Aki jenis ini dikemas dalam desain khusus yang mampu menekan tingkat penguapan air aki. Uap aki yang terbentuk akan mengalami kondensasi sehingga kembali menjadi air murni yang menjaga level air aki selalu pada kondisi ideal sehingga tak lagi diperlukan pengisian air aki. Aki jenis ini biasanya terbuat dari basis jenis aki hybrid maupun aki kalsium.
Accu Sealed (aki tertutup)
Aki jenis ini selnya terbuat dari bahan kalsium yang disekat oleh jaring berisi bahan elektrolit berbentuk gel/selai. Dikemas dalam wadah tertutup rapat. Aki jenis ini kerap dijuluki sebagai aki kering. Sifat elektrolitnya memiliki kecepatan penyimpanan listrik yang lebih baik. Karena sel terbuat dari bahan kalsium, aki ini memiliki kemampuan penyimpanan listrik yang jauh lebih baik seperti pada aki jenis calsium pada umumnya. Pasalnya ia memiliki self-discharge yang sangat kecil sehingga aki sealed ini masih mampu melakukan start saat didiamkan dalam waktu cukup lama. Kemasannya yang tertutup rapat membuat aki jenis ini bebas ditempatkan dengan berbagai posisi tanpa khawatir tumpah. Namun karena wadahnya tertutup rapat pula aki seperti ini tidak tahan pada temperatur tinggi sehingga dibutuhkan penyekat panas tambahan jika ia diletakkan di ruang mesin.

Mekanisme Kerja
Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal berpori. Bagian utama akumulator, yaitu :

Kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2)
Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb)
Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan sekitar 30%

Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel akumulator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator. Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt sehingga pada akumulator 12 volt tersusun dari 6 pasang sel akkumulator yang disusun seri. Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut dengan kapasitas akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour (AH). 50 AH artinya akkumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere dan dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali. Dalam garis besarnya akkumulator memiliki cara atau prinsip kerja sebagai berikut :

PENGOSONGAN (DISCHARGING)

Pada saat akumulator digunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode dan elektrolitnya. Pada anode, secara perlahan terjadi perubahan yaitu timbal dioksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Begitu pula yang terjadi pada katode adalah secara perlahan-lahan timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Adapun pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada pengosongan akumulator terbentuk air (H2O). Reaksi kimia pada akkumulator yang dikosongkan (dipakai) adalah sebagai berikut :

Pada elektrolit : H2SO4 –> 2H+ + SO4 2–
Pada anode : PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4 –> PbSO4 + 2H2O
Pada katode : Pb + SO4 2 –> PbSO4

Terbentuknya air pada reaksi kimia di atas menyebabkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya dari kondisi normalnya 1,285 kg/dm3, turun menjadi sekitar 1,1 kg/dm3 dan ini mendekati massa jenis air yang 1 kg/dm3 . Jika hal itu terjadi, maka kedua kutub akan memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti mengalir. Keadaan ini dikatakan akkumulator kosong (habis).

PENGISIAN (CHARGING)

Akkumulator yang telah habis (kosong) dapat diisi kembali, karena itulah akkumulator disebut juga dengan elemen sekunder. Untuk melakukan pengisian diperlukan sumber tenaga listrik arus searah lain yang memiliki beda potensial sedikit lebih besar. Misalnya akku 6 volt kosong harus disetrum dengan sumber arus yang tegangannya sedikit lebih besar dari 6 volt. Kutub positif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub positif akumulator, dan kutub negatif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub negatif akumulator. Dengan cara tersebut elektron-elektron pada akumulator dipaksa kembali ke elektrode akumulator semula, sehingga dapat membalik reaksi kimia pada kedua elektrodenya.

Proses pengisian dapat berjalan dengan baik apabila arus searah yang diberikan memiliki ripple yang cukup tinggi untuk mempermudah proses kimia (pelepasan elektron) dalam kepingan-kepingan elektroda. Selain itu, penggunaan arus pengisian yang relatif kecil dengan waktu pengisian lama dapat diperoleh hasil pengisian yang lebih baik dan memperpanjang umur pakai akkumulator. Besarnya arus pengisian dapat diatur dengan reostat. Pada saat pengisian terjadi penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan permukaan asam sulfat turun. Oleh sebab itu, pada akumulator perlu ditambahkan air murni (H2O) kembali. Reaksi kimia yang terjadi saat akkumulator diisi adalah :

Pada elektrolit : H2SO4 –> 2H+ + SO4 2–
Pada anode : PbSO4 + SO4 2– + 2H2O –> PbO2 + 2H2SO4
Pada katode : PbSO4 + 2H+ –> Pb + H2SO4

Jadi pada saat pengisian akkumulator, pada prinsipnya mengubah kembali anode dan katode yang berupa timbal sulfat (PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2) dan timbal murni (Pb), atau terjadi proses ” Tenaga listrik dari luar diubah menjadi tenaga kimia listrik di dalam akkumulator dan kemudian disimpan di dalamnya.”

Dalam pembuatan akkumulator ada beberapa hal yang harus diperhatikan pertama, bahan yang digunakan harus mudah menggabungkan diri secara atomik atau molekuler dengan zat-zat kimia lain atau dengan kata lain, yang mudah di-oxidir. Kedua, bahan tersebut harus mudah melepaskan lagi atom atau molekul oksigen yang telah menyatu dengannya, atau mudah di-reduksir. Ketiga yang tidak kalah penting, bahan yang dipergunakan harus mudah didapat di alam dan murah harganya. Pilihan akhirnya jatuh pada logam yang murah dan mudah didapat di alam yaitu timbal (PbO ) dan timbal oksida (PbO2). Dengan alasan-alasan itulah akkumulator (akku, aki, accu) dewasa ini sangat populer digunakan dalam berbagai keperluan.

Methode Charging ( Cara pengisian AKI/ACCU)

Pengisian arus dialirkan berlawanan dengan waktu pengeluaran isi yang berarti juga bahwa beban aktif dan elektrolit diubah supaya energi kimia bateari mencapai maksimum.
Terdapat beberapa metode dalam pengisian batearai :

Pengisian perawatan (maintenance charging) digunakan untuk mengimbangi kehilangan isi (self discharge), dilakukan dengan arus rendah sebesar 1/1000 dari kapasitas baterai. Ini biasa dilakukan pada baterai tak terpakai untuk melawan proses penyulfatan. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian perawatan adalah 45 mA (miliAmpere).
Pengisian lambat (slow charging) adalah suatu pengisian yang lebih normal. Arus pengisian harus sebesar 1/10 dari kapasitas baterai. Bila baterai memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian lambat adalah 4,5 A. Waktu pengisian ini bergantung pada kapasitas baterai, keadaan baterai pada permulaan pengisian, dan besarnya arus pengisian. Pengisian harus sampai gasnya mulai menguap dan berat jenis elektrolit tidak bertambah walaupun pengisian terus dilakukan sampai 2 - 3 jam kemudian.
Pengisian cepat (fast charging) dilakukan pada arus yang besar yaitu mencapai 60 - 100 A pada waktu yang singkat kira-kira 1 jam dimana baterai akan terisi sebesar tiga per empatnya. Fungsi pengisian cepat adalah memberikan baterai suatu pengisian yang memungkinkannya dapat menstarter motor yang selajutnya generator memberikan pengisian ke baterai.

Pemicu Kerusak Aki

I. Discharge / Under Charge :

Yaitu Kondisi kapasitas battery yang kurang, sebagai akibat ketidak seimbangan anatar pengeluaran arus dengan pengisian kembali.Penyebab battery discharge a.l. :

Arus ampere pengisian pada charging system kendaraan kurang ,(tidak mencukupi) dari standar arus pengisian yang dibutuhkan battery
Tidak seimbangnya kondisi antara penggunaan battery untuk starter dengan waktu hidup mesin (banyak starter).
Penambahan aksesoris yang berlebihan (tidak sesuai dengan kapasitas battery yang terpasang pada kendaraan).
Battery yang sudah terpasang pada kendaraan / dalam kondisi Wet charge, didiamkan dalam jangka waktu yang lama

II. Over Charge :
Yaitu kerusakan pada plate – plate dan separator battery, sebagai akibat kelebihan arus pengisian, yang menyebabkan plate dan separator battery sehingga tidak dapat menyimpanstroom. Penyebab battery over charge diantaranya :

Arus ampere pengisian pada charging system kendaraan terlalu besar dari standar arus pengisian yang dibutuhkan battery.
Pada saat penambahan elektrolite, banyak menggunakanaccu-zuur, sehingga elektrolite dalam bettery menjadi pekat.
Pada waktu melakukan penambahan stroom diluart kendaraan (charge) ,menggunakan ampere pengisian yang besar dalam jangka waktu yang lama.

III. Sulfation :
Yaitu kerusakan pada plate – plate battery sebagai akibat battery terlalu lama didiamkan dalam kondisi kosong ( terlambat penyetruman), sehingga plate – plate battery tidak dapat kembali ke kondisi semula Penyebab battery sulfation diantranya:

Kelalaian dalam penanganan, battery dibiarkan kosong tanpa adanya penyetruman kembali.
Cairan elektrolite dibiarkan dalam kondisi kosong ( dibawah garis–lower level ), sehingga sebagian permukaan plate dan separator tidak terendam dalam cairan elektrolite yang dalam jangka waktu tertentuakan mengakibatkan plate teroksidasi.

Demikianah ulasan singkat tentang aki dan Permasalahnya,semoga artike singkat ini bisa memberi manfaat dan terima kasih telah berkunjung.