Baterai timbal-asam: Kimia (Karakteristik dan sifat asam sulfat)

Oleh: Heru Setyawan

• Baterai timbal-asam: Karakteristik umum
• Baterai timbal-asam: Sejarah
• Baterai timbal-asam: Data pembuatan dan pemakaian baterai
• Baterai timbal-asam: Kimia (Karakteristik umum)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Karakteristik tegangan sirkuit terbuka)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Kehilangan polarisasi dan hambatan)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Pemakaian sendiri)

Karakteristik dan sifat utama elektrolit asam sulfat disajikan pada Tabel 1. Sebagaimana terlihat pada Tabel 1, titik beku larutan asam sulfat sangat dipengaruhi oleh suhu. Dengan demikian baterai harus dirancang sehingga konsentrasi elektrolit lebih besar daripada suhu terendah dimana baterai digunakan. Untuk negara tropis seperti Indonesia, hal ini tidak terlalu menjadi masalah karena rentang suhu terendah dan tertinggi tidak terpaut jauh. Untuk negara dengan empat musim yang pada musim dingin dimana suhu bisa minus, baterai bisa jadi harus diisolasi atau diberi pemanas untuk menjaga agar elektrolit tidak membeku.

s.g. 15oC	s.g. 25oC	Koef. suhu, a	%brt	%vol	Mol/L	Ttk beku, oC	Ekiv. elkim/L asam, Ah
1,00	1,000	–	0	0	0	0	0
1,05	1,049	33	7,3	4,2	0,82	-3,3	22
1,10	1,097	48	14,3	8,5	1,65	-7,7	44
1,15	1,146	60	20,9	13,0	2,51	-15	67
1,20	1,196	68	27,2	17,7	3,39	-27	90
1,25	1,245	72	33,2	22,6	4,31	-52	115
1,30	1,295	75	39,1	27,6	5,26	-70	141
1,35	1,345	77	44,7	32,8	6,23	-49	167
1,40	1,395	79	50,0	38,0	7,21	-36
1,45	1,445	82	55,0	43,3	8,2	-29
1,50	1,495	85	59,7	48,7	9,2	-29

Specific gravity (s.g.) untuk beberapa jenis rancangan baterai timbal-asam (Tabel 2) dan perubahan s.g. pada keadaan muatan yang berbeda (Tabel 3) dapat dilihat disini. Perbandingan dengan data titik beku akan menunjukkan bahwa baterai tipe A akan membeku pada -30^oC ketika terisi penuh, sedangkan baterai tipe D akan membeku pada sekitar -5^oC, sebuah faktor yang harus dipertimbangkan dalam merancang baterai dan rumah baterai. Konsentrasi asama untuk sebagian besar baterai timbal-asam untuk pemakaian di daerah iklim dengan suhu sedang biasanya antara s.g. 1,26 dan 1,28. Elektrolit dengan konsentrasi lebih tinggi cenderung menyerang separator dan komponen lain; konsentrasi lebih rendah cenderung tidak memadai untuk menghantarkan ion pada sel yang terisi sebagian dan membeku pada suhu rendah. Pada daerah dengan iklim bersuhu tinggi, digunakan konsentrasi yang lebih rendah, dan pada sel stasioner dengan volume elektrolit lebih besar dan tidak dibutuhkan kapasitas tinggi, dipakai elektrolit dengan s.g. serendah 1,21.

Gambar 1 menunjukkan metode untuk menyiapkan larutan asam sulfat sembarang s.g. dari asam sulfat pekat.

• Baterai timbal-asam: Karakteristik umum
• Baterai timbal-asam: Sejarah
• Baterai timbal-asam: Data pembuatan dan pemakaian baterai
• Baterai timbal-asam: Kimia (Karakteristik umum)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Karakteristik tegangan sirkuit terbuka)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Kehilangan polarisasi dan hambatan)
• Baterai timbal-asam: Kimia (Pemakaian sendiri)

Pustaka

A. Salkind & G. Zguris, Lead-Acid Batteries, dalam T. B. Reddy (Editor), Linden’s Handbook of Batteries, Edisi 4, McGraw-Hill, 2011.