Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Lembaran Baterai

Baterai tentu bukanlah barang yang asing dalam kehidupan kita sehari-hari. Baterai berfungsi untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang kemudian digunakan dalam perangkat elektronik (reaksi elektrokimia). Kita hampir selalu dapat menjumpai baterai di gerai-gerai minimarket dan toko listrik. Baterai-baterai ini dijual dalam berbagai ukuran tergantung kapasitasnya seperti, 9V (120 – 500 mAh), AAA (540 – 1000 mAh), AA (1100 – 3000 mAh), C (3800 – 8000 mAh) dan D (8000 – 12000 mAh).

Macam-macam ukuran baterai.

Macam-macam ukuran baterai.

Setiap baterai tersusun atas terminal positif (katode) dan terminal negatif (anode) serta elektrolit yang berfungsi sebagai media penghantar untuk mengalirkan arus listrik DC (direct current). Pada umumnya, baterai dapat dibedakan menjadi dua jenis: baterai primer (non-rechargeable battery) dan baterai sekunder (rechargeable battery).

Baterai primer paling sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Baterai jenis ini memiliki tegangan 1,5 V dengan ukuran AAA, AA, C, dan D. Berdasarkan material penyusunnya, baterai primer dikenal dengan nama-nama unsur seperti baterai zinc-carbon (heavy duty), baterai alkaline, baterai lithium, dan baterai silver oxide. Baterai silver oxide ini merupakan jenis baterai yang paling mahal di antara jenis baterai primer lainnya mengingat harga perak (silver) yang mahal. Namun, baterai silver oxide dapat menghasilkan energi yang tinggi dalam bentuk yang kecil dan ringan sehingga biasanya dijual dalam bentuk koin yang sering kita gunakan pada jam tangan, kalkulator, maupun aplikasi militer.

Baterai koin. Gambar dari Wikipedia.

Baterai koin. Gambar dari Wikipedia.

Baterai sekunder (rechargeable battery) memiliki prinsip yang sama dengan baterai primer. Akan tetapi, baterai ini dapat diisi ulang karena reaksi kimia pada baterai sekunder ini bersifat reversibel atau bolak-balik. Ketika kedua terminal baterai ini dihubungkan dengan beban (discharge process), elektron akan mengalir dari anode ke katode, sedangkan pada saat sumber energi luar (charger) dihubungkan ke terminal baterai, elektron akan mengalir dari katode ke anode sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai (charging process).

Berdasarkan material yang digunakan, jenis baterai yang tergolong baterai sekunder antara lain: baterai Ni-Cd (nickel-cadmium), baterai Ni-MH (nickel-metal hydride) dan baterai Li-ion (lithium-ion). Baterai Li-ion biasanya kita gunakan pada perangkat elektronik seperti kamera, smartphone, dan laptop. Baterai Li-ion memiliki daya tahan siklus dan kapasitas yang lebih tinggi 30% dibandingkan dengan baterai Ni-MH. Baterai ini tidak mengandung zat yang berbahaya seperti Cd, tetapi paparan Li tetap membahayakan bagi tubuh manusia sehingga perlu dilakukan daur ulang (recycle) untuk pengolahannya.

Proses pengosongan (discharging) dan pengisian (charging) muatan. Gambar dari: http://large.stanford.edu/

Proses pengosongan (discharging) dan pengisian (charging) muatan. Gambar dari: http://large.stanford.edu/

Berdasarkan penjelasan di atas, sejatinya terdapat berbagai macam logam dan elektrolit yang digunakan untuk menyusun sebuah baterai. Bahan-bahan ini bersifat racun bagi manusia sehingga harus selalu dibungkus untuk mencegah terjadinya kebocoran bahan kimia berbahaya. Inilah alasan utama baterai umumnya berbentuk kaleng padat, baik silinder maupun kotak. Hal ini merupakan salah satu hambatan utama untuk memperkecil ukuran baterai. Namun, melalui berbagai penelitian yang telah dilakukan, saat ini mungkin saja kita membuat baterai supertipis yang dapat ditekuk, bahkan dilipat dengan menggunakan bahan yang tidak beracun dan tidak berbahaya sehingga tidak memerlukan pengemasan dalam bentuk kaleng padat.

Kutub-kutub terminal yang digunakan pada lembaran baterai ini bersifat fleksibel, tipis, dan lunak. Bahan yang digunakan ialah mangan dioksida (MnO2). Elektrolit yang digunakan tidak berasal dari bahan anorganik yang berbahaya bagi tubuh manusia sehingga aman dan dapat dibuang ke tempat pembuangan sampah pada umumnya. Bahan-bahan ini tidak mengandung logam-logam berat seperti kadmium, merkuri atau timbal, sehingga kemungkinan baterai ini dapat meledak secara tiba-tiba juga sangat kecil.

Lembaran baterai. Gambar dari: http://news.rice.edu/

Lembaran baterai. Gambar dari: http://news.rice.edu/

Kinerja lembaran baterai ini kurang lebih sama dengan baterai sekunder dengan beda potensial yang sama (1,5 volt) dan dapat digunakan selama tiga tahun. Lembaran baterai yang dapat diproduksi dalam ukuran yang sangat tipis (0,6 – 0,7 mm) ini akan diimplementasikan untuk mendukung penggunaan teknologi elektronik fleksibel yang inovatif seperti buku atau surat kabar elektronik.

Dengan menggunakan lembaran baterai, kita dapat mengakses informasi terbaru dengan cepat. Karena bentuk baterai yang sangat fleksibel ini, kita dapat melipat surat kabar bahkan perangkat elektronik kita untuk menghemat ruang yang dibutuhkan. Aplikasi lain yang dapat dikembangkan dengan perkembangan baterai ini ialah kartu kredit, kartu tanda pengenal, hingga kartu olahraga. Bahkan, label produk yang memuat informasi tentang harga, tanggal kadaluarsa, dan sensor untuk perangkat kedokteran juga dapat memanfaatkan lembaran baterai ini.

Bahan bacaan:

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_battery

Penulis:
Fran Kurnia, mahasiswa S3 di University of New South Wales (UNSW), Sydney, Australia.
Kontak: fran.kurnia(at)yahoo(dot)com.