Pengenalan Baterai part 2 (Permasalahan baterai)

Secara umum permasalahan baterai dibagi dalam empat kategori, adapun kategorinya adalah sebagai berikut :
  1. Kapasitas menurun
  2. Meningkatnya tahanan internal
  3. Meningkatnya self-discharge
  4. Tegangan cut-off prematur
Kapasitas Menurun
Jumlah pengisian baterai dapat terus berkurang secara bertahap karena penggunaan, umur, dan beberapa factor kimia, kurang perawatan. Penyimpanan energy dalam baterai dapat dibagi menjadi tiga.
  1. Energi yang tersedia
  2. Zona kosong yang dapat diisi ulang
  3. Kandungan batu yang tidak bisa digunakan
Meningkatknya tahanan internal
  • Tahanan internal menentukan kinerja dan runtime baterai
  • Tahanan internal yang tinggi bisa membatasi aliran energy dari baterai peralatan.

Karakteristik standart baterai
Perbandingan karakteristik-karakteristik capacity baterai dengan resistansi internal dan juga self-discharge nya.
  • Karakteristik standart baterai cell NiCd
  • Karakteristik standart baterai cell NiCd dengan kapasitas sel ultra-high
  • Karakteristik baterai cell NiMH
  • Karakteristik baterai cell Lithium Ion
Dari beberapa grafik yang ditampilkan khusus untuk problem tahanan internal baterai, baterai dengan cell lithium-ion mempunyai kelebihan dibandingkan dengan cell type NiCd dan NiMH, penurunan kapasitas yang sedikit dan peningkatan tahanan internal tidak terlalu signifikan.

Meningkatnya self-discharge
Meningkatnya self-discharge dikarenakan baterai berumur, adanya Kristal yang membatu didalam baterai

Tegangan Cut-off prematur
Tegangan cut-off yang prematur adalah salah satu penyebab baterai berumur pendek.

Sumber :
  • Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs, Davide Andrea
  • Battery Management System For Electric Vehicle Applications, Rui Hu, University of Windsor
  • Batteries in a Portable World, second edition, Isidor Buchmann, Cadex electronics Inc.
  • Handbook Of Batteries, David Linden, Thomas B. Reddy, McGraw-Hill
  • University of Cambridge, https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/batteries/index.php
  • University of Calirfornia, https://chem.libretexts.org/Core/Analytical_Chemistry/Electrochemistry/Case_Studies
  • Battery University, http://batteryuniversity.com/learn/

Ditulis Oleh : Samada-angi

Pengenalan tentang Baterai part 1 (Pengatar baterai, metode charging & discharging, type baterai)

Pengantar Baterai Baterai adalah perangkat yang mengubah energy kimia yang mengandung bahan aktif didalamnya langsung ke energi listrik dengan cara reaksi-oksidasi (oksidasi-reduksi). Baterai terdiri dari sell elektrokimia yang paling kecil yang digunakan untuk menyimpan dan membangkitkan listrik. Meskipun berbagai sel elektrokimia ada, baterai umumnya terdiri dari setidaknya satu voltaic cell. 

Voltaic cell juga kadang disebut sebagai Galvanic cell. Reaksi kimia dan pembangkitan energi listrik bersifat spontan dalam Voltaic cell, berlawanan dengan reaksi electrolytic cells dan fuell cell. Voltaic cell terdiri dari reaksi sel two-half (reduksi-oksidasi) yang dihubungkan bersama melalui membran semipermeabel (umumnya dalam wadah yang berisi garam) dan kawat. 

Voltaic cell juga adalah komponen yang menghasilkan arus listrik dari energy yang dilepaskan oleh reaksi spontan (reduksi-oxidase) pada sel two-half Reaksi reduksi terjadi di katoda dan reaksi oksidasi terjadi di anoda. 

Poin utama dalam voltaic cell adalah : 
a. Oksidasi menggambarkan hilangnya elektron dengan molekul, atom, atau ion. 
b. Reduksi menggambarkan bertambahnya elektron dengan molekul, atom, atau ion. 
c. Elektron selalu mengalir dari anoda ke katoda. 
d. Half-cell dihubungkan oleh jembatan garam yang memungkinkan ion dalam larutan bergerak dari satu setengah sel ke sel lainnya, sehingga reaksinya bisa berlanjut. 

Syarat utama dalam voltaic cell adalah : 
a. Redoks : Reaksi kimia reversibel dimana satu reaksi merupakan oksidasi dan sebaliknya adalah reduksi. 
b. Half-cell: Salah satu dari dua bagian sel elektrokimia yang mengandung elektroda dan elektrolit. 
c. Voltaic cell: Sebuah sel, seperti di dalam baterai, di mana reaksi kimia irreversible yang menghasilkan listrik. 

Type Baterai Primary 
Kekurangan : 
a. Tidak bisa diisi ulang 
b. Berisi “Sel Kering (Dry Cell)” 
c. Reaksi kimia tidak mudah 
d. Kapasitas & tegangan awal tinggi 
e. Hanya bisa digunakan sekali 

Kelebihan : Murah, Nyaman, Ringan, High density 

Type Baterai Secondary 
Kekurangan : 
a. Low energy density 
b. High initial costs 

Kelebihan : 
a. High power density 
b. High discharge rate 
c. Performa suhu rendah yang baik 

Klasifikasi cell Baterai Reserve 
a. Untuk menghasilkan daya tinggi dalam periode waktu yang relatif singkat 
b. Contoh diaplikasi dalam rudal, torpedo, dan sistem senjata lainnya. 

Fuel Cell 
Menggunakan asupan bahan bakar yang dapat terus-menerus dialirkan ke dalam fuel cell, sehingga fuel cell dapat terus beroperasi selama ada suplai bahan bakar (H2, O2, etanol, metanol). 

Operasi cell Discharger 
Elektron mengalir dari anoda, yang teroksidasi, melalui muatan eksternal ke katoda, di mana elektron diterima dan bahan katoda berkurang. 

Charger 
Arus mengalir terbalik, oksidasi terjadi pada elektroda positif dan reduksi pada elektrode negative.

Metode Charge 
a. Slow-charger, metode charger normal 
b. Quick charger, Charger dengan waktu 3-6 jam 
c. Fast charger, Lebih menguntungkan dari pada metode slow dan quick 

Metode DisCharge 
a. C-rate adalah Charge & discharge sebuah baterai diukur dalam tingkat C 
 b. Pulse discharge adalah Range beban discharge dari yang rendah sampai stabil 
c. Depth of discharge adalah Discharge melebihi tegangan cut-off 
d. Discharge temperature tinggi & rendah adalah Mengoperasikan baterai dalam suhu rendah (-20°C/-4°F) dan tinggi (30°C/86°F) bisa memperpendek umur baterai 

Sumber :

  • Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs, Davide Andrea
  • Battery Management System For Electric Vehicle Applications, Rui Hu, University of Windsor
  • Batteries in a Portable World, second edition, Isidor Buchmann, Cadex electronics Inc.
  • Handbook Of Batteries, David Linden, Thomas B. Reddy, McGraw-Hill
  • University of Cambridge, https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/batteries/index.php
  • University of Calirfornia, https://chem.libretexts.org/Core/Analytical_Chemistry/Electrochemistry/Case_Studies
  • Battery University, http://batteryuniversity.com/learn/

Ditulis Oleh : Samada-angi