Categories
Articles

Standardisasi Baterai

Oleh: Heru Setyawan

Standar Internasional

Banyak standar baterai dikeluarkan oleh organisasi internasional, nasional, militer dan federal, asosiasi produsen, asosiasi perdagangan dan produsen baterai sendiri. Oleh sebab itu, pemakaian standar internasional menjadi kebutuhan yang sangat penting untuk tujuan perdagangan dunia yang awalnya dipelopori oleh European Common Market dan the 1979 Agreement on Technical Barriers to Trade. Organisasi yang ditunjuk untuk menangani masalah standardisasi ini adalah the International Electrotechnical Commision (IEC) yang bertanggung jawab untuk standardisasi dalam bidang listrik, elektronika, dan teknologi terkait. Organisasi ini didirikan pada tahun 1906 dan terdiri atas lebih daripada 70 komite nasional yang mewakili lebih daripada 80% penduduk dunia dan 90% produksi dan konsumsi listrik dunia.

Tujuan standar baterai internasional adalah untuk:

  1. Mendefinisikan standar mutu dan memberikan petunjuk untuk penilaiannya.
  2. Menjamin produk dari produsen yang berbeda dapat dipertukarkan yang berkaitan dengan listrik dan fisik.
  3. Membatasi jumlah tipe baterai.
  4. Memberikan petunjuk hal-hal yang berkenaan dengan keselamatan.

Tabel 1 mendaftar standar IEC yang berlaku untuk baterai primer dan sekunder. Banyak negara menggunakan standar ini baik dengan mengadopsinya secara keseluruhan sebagai standar nasionalnya atau dengan menyelaraskan standar nasionalnya dengan standar IEC.

PublikasiJudulSistem elektrokimia
IEC 60086-1,
IEC 60086-2
Baterai primer; Bagian 1, Umum, dan Bagian 2, Lembar SpesifikasiSeng-karbon; Seng/udara; Alkalin/mangan dioksida; Nikel oksihidroksida; Perak oksida; Litium/karbon monofluorida; Litium/mangan dioksida; Litium/khrom oksida; Litium/thionil khlorida
IEC 60086-3Baterai jam
IEC 60095Baterai timbal-asam starterTimbal-asam
IEC 60254Baterai timbal-asam traksiTimbal-asam
IEC 61951-1Sel tunggal dapat diisi ulang tersegel portabel; Bagian 1: Nikel-kadmiumNikel-kadmium
IEC 61960Sel litium sekunder dan baterai untuk aplikasi portabelLitium-ion
IEC 60622Sel tunggal dapat diisi ulang prismatik nikel-kadmium tersegelNikel-kadmium
IEC 60623Sel dapat diisi ulang prismatik nikel-kadmium ventilasiNikel-kadmium
IEC 60952Baterai pesawat terbangNikel kadmium
Timbal-asam
IEC 60896Baterai timbal-asam stasionerTimbal-asam
IEC 61056Baterai timbal-asam tujuan umumTimbal-asam
IEC 61427Sel sekunder dan baterai untuk sistem energi fotovoltaik
IEC 61951-2Sel tunggal dapat diisi ulang tersegel portabel; Bagian 2: Nikel-logam hidroksidaNikel-logam hidrida
IEC 61959Uji mekanik untuk sel sekunder portabel tersegel dan baterai
Tabel 1. Standar Internasional (IEC – International Electrotechnical Commission)

Konsep Standardisasi

Tujuan agar dapat dipertukarkan bisa dicapai dengan menetapkan nilai yang diinginkan untuk aspek fisik baterai, mis.: ukuran, polaritas, terminal, nomenklatur, dan penandaan. Selain itu, karakteristik kinerja, mis.: umur layanan atau kapasitas, mungkin bisa diuraikan dan ditetapkan dengan kondisi uji untuk verifikasi.

Sudah sifat bawaan baterai, utamanya baterai primer, bahwa pada saat tertentu perlu penggantian. Pengguna akhir peralatan pihak ketiga biasanya yang mengganti baterai. Dengan demikian, penting bahwa karakteristik baterai tertentu ditetapkan oleh nilai standar – ukuran, bentuk, tegangan, dan terminal. Tanpa kecocokan yang masuk akal dari paling tidak parameter tersebut tidak akan ada dapat dipertukarkan. Karakteristik ini adalah syarat absolut agar bisa pas masuk tempat perkakas, membuat kontak yang sesuai, dan memberikan tegangan yang sesuai. Selain itu, kebutuhan pengguna akhir untuk informasi penggantian, perancang perkakas produsen alat asal harus memiliki sumber informasi yang dapat dipercaya untuk merancang kompartemen baterai dan sirkuit yang akan mengakomodasi toleransi pada produk baterai yang tersedia untuk pembelian oleh pengguna akhir.

Sistem Nomenklatur

Sayang sekali bahwa berbagai macam sistem standar yang ada tidak memakai sistem nomenklatur yang sama. Sistem nomenklatur mandiri dari berbagai produsen baterai lebih memperburuk situasi ini. Akan tetapi, acuan silang umumnya tersedia dari produsen baterai.

Baterai primer

Sistem nomenklatur IEC untuk baterai primer, yang menjadi efektif pada tahun 1992, didasarkan pada sistem elektrokimia dan bentuk dan ukuran baterai. Sistem elektrokimia dan tipe sel ditandai dengan huruf dan diameter/tinggi ditandai dengan angka. Angka pertama menetapkan diameter sel dalam milimeter dan angka kedua tinggi sel (milimeter kali 10). Satu contoh ditunjukkan pada Tabel 2. Kode untuk bentuk dan sistem elektrokimia disajikan dalam Tabel 3 dan 4. Contoh nomenklatur untuk beberapa sel dan baterai primer ini ditunjukkan dalam Tabel 5. Contoh sistem nomenklatur IEC untuk baterai primer ditunjukkan pada Tabel 6.

NomenklaturJumlah selHuruf sistem (Tabel 3)Bentuk (Tabel 4)Diameter, mmTinggi, mmContoh
CR20251CR202,5Sebuah unit baterai bundar yang memiliki ukuran ditunjukkan dan sistem elektrokimia huruf C dari Tabel 3 (Li/MnO2)
Tabel 2. Sistem nomenklatur IEC untuk baterai primer, Contoh.
Penandaan hurufBentuk
RBundar-Silinder
PTidak-Bundar
FDatar (terbangun lapisan)
SBujursangkar (atau Persegi)
Tabel 3. Nomenklatur IEC untuk bentuk, baterai primer.
HurufElektroda negatifElektrolitElektroda positifTegangan nominal (V)
SengAmonium khlorida, seng khloridaMangan dioksida1,5
ASengAmonium khlorida, seng khloridaOksigen (udara)1,4
BLitiumOrganikKarbon monofluorida3
CLitiumOrganikMangan dioksida3
ELitiumAnorganik non-airThionil khlorida3,6
FLitiumOrganikBesi sulfida1,5
GLitiumOrganikTembaga dioksida1,5
LSengAlkali logam hidroksidaMangan dioksida1,5
PSengAlkali logam hidroksidaOksigen (udara)1,4
SSengAlkali logam hidroksidaPerak oksida1,55
Tabel 4. Kode huruf yang menandai sistem elektrokimia untuk baterai primer.
Penandaan IECDiamater (mm)Tinggi (mm)Panjang (mm)Lebar (mm)Tebal (mm)Penandaan umum
Bateraibundar
R0310,544,5AAA
R112,030,2N
R614,550,5AA
R1426,250,0C
R2034,261,5D
R2532,091,0F
Bateraidatar
F222413,56,0
Bateraibujursangkar
S4125,057,057,0
Tabel 5. Nomenklatur IEC untuk sel atau baterai primer tipikal bulat, datar dan bujursangkar. Catatan: Tabel tidak lengkap, hanya contoh ukuran ditunjukkan. Ukuran digunakan hanya untuk identifikasi: Ukuran lengkap dapat ditemukan dalam lembar spesifikasi yang relevan yang didaftar dalam IEC 60086-2.
Nom. IECJml selHuruf sistem (Tabel 4)Bentuk (Tabel 3)Sel (Tabel 5)C, P,S, X, YParalelGrup dlm paralelContoh
R201Tidak adaR20*Unit baterai bundar menggunakan sel tipe dasar R20 dan huruf (tidak ada) sistem elektrokimia dari Tabel 4
LR201LR20*Sama seperti di atas, kecuali menggunakan huruf sistem elektrokimia L dari Tabel 4
6F226Tidak adaF22*Baterai multisel 6 seri menggunakan sel datar F22 huruf sistem elektrokimia (tidak ada) dari Tabel 4
4LR25-24LR25*2Baterai multisel yang terdiri atas dua grup paralel, masing-masing grup mempunyai empat sel tipe R25 seri dan huruf sistem elektrokima L dari Tabel 4
CR173451CRLihat uraianUnit baterai bundar, dengan diameter 17 mm dan tinggi 34,5 mm, sistem elektrokimia C dari Tabel 4
Tabel 6. Contoh nomenklatur IEC untuk baterai primer. Catatan: *Jika diperlukan, huruf C, P, atau S akan menunjukkan karakteristik kinerja yang berbeda dan huruf X dan Y susunan terminal berbeda.

Baterai dapat diisi ulang (Sekunder)

Dokumentasi untuk standardisasi baterai dapat diisi ulang tidak selengkap dokumentasi untuk baterai primer. Sebagian besar baterai primer digunakan dalam berbagai aplikasi portabel, menggunakan baterai yang dapat diganti pengguna. Dari sini, kebutuhan untuk standar baterai primer sangat penting untuk menjamin dapat dipertukarkan. Tabel 6 mendaftar kode huruf yang digunakan oleh IEC untuk baterai sekunder atau dapat diisi ulang. Sistem nomenklatur untuk baterai nikel-logam hidrida disajikan dalam Tabel 7. Dalam sistem ini, huruf pertama menandai sistem elektrokimia, huruf kedua bentuk, angka pertama diameter, dan angka kedua tinggi. Selain itu, huruf L, M, dan H bisa digunakan untuk mengklasifikasikan secara bebas kemampuan laju sebagai rendah, sedang dan tinggi. Bagian akhir penandaan dicadangkan untuk dua huruf yang menunjukkan berbagai susunan terminal tanda, mis.: CF – tidak ada, HH – terminal pada ujung positif dan sisi positif, atau HB – terminal pada ujung positif dan negatif, seperti ditunjukkan pada Tabel 8.

IEC*Elektroda negatifElektrolitElektroda positifTegangan nominal (V)
HPaduan penyerap hidrogenAlkali logam hidroksidaNikel oksida1,2
KKadmiumAlkali logam hidroksidaNikel oksida1,2
PBTimbalAsam sulfatTimbal dioksida2
ICKarbonOrganikLitium kobalt oksida3,6
INKarbonOrganikLitium nikel oksida3,6
IMKarbonOrganikLitium mangan oksida3,6
Tabel 7. Huruf yang menandai sistem elektrokimia baterai sekunder. *Diusulkan untuk baterai portabel.
NomenklaturHuruf sistem (Tabel 6)Bentuk (Tabel 3)Diameter, mmTinggi, mmTerminalContoh
HR 15/51 (R6)HR14,550,5CFUnit baterai bulat sistem H yang mempunyai ukuran ditunjukkan, tanpa ada tab penghubung
Tabel 8. Sistem nomenklatur IEC untuk sel dan baterai dapat diisi ulang nikel-logam hidrida. Ukuran nomenklatur dibulatkan. ( ) menunjukkan dapat dipertukarkan dengan baterai primer.

Terminal

Terimanl adalah aspek lain karakteristik bentuk untuk sel dan baterai. Jelas bahwa tanpa standardisasi terminal dan variabel bentuk lain, sebuah baterai mungkin tidak tersedia yang cocok dengan tempat yang diberikan perkakas. Beberapa variasi susunan terminal untuk baterai didaftar pada Tabel 9.

Tutup dan dasarTerminal yang mempunyai sisi silinder dari baterai yang diisolasi dari ujung terminal
Tutup dan dasarTerminal dimana sisi silinder membentuk bagian dari ujung terminal positif
Jenis ulirTerminal yang mempunyai batang ulir dan menerima biji terisolasi atau logam
Kontak datarPermukaan logam datar yang digunakan untuk kontak listrik
PegasTerminal yang berupa keping logam datar atau kawat yang digulung spiral
Soket colokanTerminal yang terdiri atas colokan (elastis) dan soket (nonelastis)
KawatSambungan kabel tunggal atau multi halus berpilin.
Klip pegasKlip pegas yang akan menerima kabel
TabTab datar logam yang terpasang ke terminal baterai
Tabel 9. Susunan terminal untuk baterai.

Kinerja Listrik

Dalam hal persyaratan untuk menyediakan kecocokan dan fungsi pada produk akhir, perkakas tidak memerlukan nilai khusus kinerja listrik. Tegangan baterai yang benar, yang dibutuhkan untuk melindungi perkakas dari kelebihan tegangan, dijamin oleh penandaan baterai. Baterai dengan tegangan yang sama tetapi kapasitasnya berbeda dapat digunakan bergantian, tetapi akan beroperasi dengan waktu layanan yang berbeda. Oleh sebab itu, kinerja listrik minimum dari baterai disitasi dan ditetapkan dalam standar baik dengan uji aplikasi atau dengan uji kapasitas.

  1. Uji aplikasi. Ini metoda uji kinerja yang disukai yang ditetapkan untuk baterai primer. Uji aplikasi dimaksudkan untuk mensimulasikan pemakaian sesungguhnya dari baterai dalam aplikasi tertentu. Tabel 10 mengilustrasikan uji aplikasi tipikal.
  2. Uji kapasitas (luaran layanan). Ujia kapasitas umumnya digunakan untuk menentukan jumlah muatan listrikyang dapat dikirimkan pada kondisi pemakaian tertentu. Metoda ini adalah salah satu yang telah umum digunakan untuk baterai dapat diisi ulang. Ini juga digunakan untuk baterai primer jika uji aplikasi akan terlalu kompleks untuk mensimulasikan secara realistis atau terlalu lama untuk dipraktekkan dalalm uji rutin. Tabel 11 mendaftar beberapa contoh uji kapasitas.
NomenklaturR20PR20SLR20
Sistem elektrokimiaSeng-karbon (daya tinggi)Seng-karbon (standar)Seng-mangan oksida
Tegangan nominal1,51,51,5
AplikasiBeban, OhmPeriode harianTitik akhirLamareratamin
Lampu portabel (1)2,2*0,9320 mnt100 men810 mnt
Tape recorder3,91 jam0,911 jam4 jam11 jam
Radio104 jam0,932 jam18 jam81 jam
Mainan2,21 jam0,85 jam2 jam15 jam
Lampu portabel (2)1,5**0,9135 jam32 jam450 mnt
Tabel 10. Contoh uji aplikasi untuk baterai tipe R20. *4 menit mulai pada selang setiap jam selama 8 hari. **Untuk LR20: uji stereo portabel.
Nomenklatur
Sistem elektrokimia
Tegangan nominal
(Tabel 6)
(Tabel 4)
(Tabel 4)
SR54
S
1,55
Aplikasi*Beban (kilo-ohm)Periode harianTitik akhirLama rataan min
Uji kapasitas (rating)1524 jam1,2580 jam
Tabel 11. Contoh uji kapasitas. *Aplikasi untuk baterai ini adalah jam. Karena uji aplikasi dapat membutuhkan waktu sampai 2 tahun untuk uji, uji kapasitas ditetapkan.

Daftar Standar IEC Baterai Bulat Primer

Tabel 12 menyajikan beberapa baterai standar IEC yang populer dan dirujuk silang dengan standar American National Standards Institute (ANSI). Edisi ke-11 IEC 60086 untuk baterai primer mendaftar sampai lebih 100 tipe dengan syarat ukuran, polaritas, tegangan, dan elektrokimia. Edisi ke-2 IEC 61951-1 untuk sel (baterai) nikel-kadmium dapat diisi ulang mendaftar 25 ukuran dengan diameter dan tinggi yang ditetapkan dalam bentuk grafik. Beberapa baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida dapat diisi ulang juga dikemas untuk dapat saling dipertukarkan dengan ukuran populer pada pasar pengganti primer. Ini memiliki bentuk fisik dan ukuran yang identik dengan baterai primer dan mempunyai luaran tegangan setara pada beban. Baterai ini membawa, selain nomenklatur dapat diisi ulang, penandaan sel primer atau ukuran baterai setara. Tabel 13 mendaftar ukuran baterai primer bulat dipilih, dan Tabel 14 mendaftar beberapa baterai dapat diisi ulang nikel-logam hidrida yang dapat dipertukarkan dengan baterai primer.

ANSIIECANSIIEC
13ALR201137SOSR48
13ACLR201138SOSR54
1139SOSR42
13CDR20C1158SOSR58
13DR20C1160SOSR55
1162SOSR57
14ALR141163SOSR59
14ACLR141164SOSR59
1165SOSR57
14CDR14C1166ALR44
14DR14C1170SOSR55
1175SOSR60
15ALR61179SOSR41
15ACLR6
15CDR6C1406SO4SR44
15DR6C1412A4LR61
15NZR61414A4LR44
24ALR0316046F22
24ACLR031604A6LR61
24ADR031604AC6LR61
24NZR031604C6F22
908A4LR25X1604CD6F22
910ALR11604D6F22
918A4LR25-25018LCCR17345
918D4R25-25024LCCR-P2
1107SOSR445032LC2CR5
1131SOSR447000ZDPR48
1133SOSR437002ZDPR41
1134SOSR417003ZDPR44
1135SOSR417005ZDPR70
1136SOSR48
Tabel 12. Acuan silang ANSI/IEC untuk baterai primer.
ANSIIEC
1.2H1HR03
1.2H2HR6
1.2H3HR14
1.2H4HR20
Tabel 13. Acuan silang dipilih ANSI/IEC untuk baterai dapat diisi ulang.
Penandaan IECDiameter maks, mmDiameter min, mmTinggi maks, mmTinggi min, mm
R0310,59,544,543,3
R112,010,930,229,1
R614,513,550,549,2
R1426,224,950,048,6
R2034,232,361,559,5
R417,97,553,63,3
R4211,611,253,63,3
R4311,611,254,23,8
R4411,611,255,45,0
R487,97,555,45,0
R5411,611,253,052,75
R5511,611,252,11,85
R5611,611,252,62,3
R579,59,152,72,4
R587,97,552,11,85
R597,97,552,62,3
R606,86,52,151,9
R625,85,551,651,45
R635,85,552,151,9
R645,85,552,72,4
R656,86,61,651,45
R666,86,62,62,4
R677,97,651,651,45
R689,59,251,651,45
R699,59,252,11,85
R122012,512,22,01,8
R16201615,72,01,8
R20162019,71,61,4
R20252019,72,52,2
R20322019,73,22,9
R23202322,62,01,8
R243024,524,23,02,7
R1110811,611,410,810,4
Tabel13. Ukuran baterai primer bulat.
penandaan IECPenandaan PelangganDiameter maks, mmDiameter min, mmTinggi maks, mmTinggi min, mm
HR03AAA10,59,544,543,3
HR6AA14,513,550,549,2
HR14C26,224,950,059,5
HR20D34,332,261,559,5
Tabel 14. Ukuran beberapa baterai nikel-logam hidrida dapat diisi ulang yang dapat dipertukarkan dengan baterai primer.

Bahan Bacaan

Thomas B. Reddy dan David Linden, Linden’s Handbook of Batteries. ed. ke-4, McGraw-Hill, 2011.

By Admin

Advanced laboratory with a demonstrated history of working in higher education and industrial-related research. Skilled in advanced materials, electrochemistry, process engineering, chemical engineering, and chemical process analysis. Supported by experienced professionals, excellent students, and modern facilites.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s