Bagaimana cara kerja teknologi baterai mobil?
Timbal dan asam adalah dua hal yang kebanyakan orang tahu cukup baik untuk dihindari. Timbal adalah logam berat yang dapat menyebabkan daftar cucian seluruh masalah kesehatan, dan asam adalah, baik, asam. Penyebutan kata itu hanya memunculkan gambar cairan hijau yang menggelegak dan para ilmuwan sinting yang tertekan pada dominasi dunia.
Tetapi seperti cokelat dan selai kacang, timbal dan asam tampaknya tidak akan berjalan bersama, tetapi mereka melakukannya. Tanpa timbal dan asam, kita tidak akan memiliki baterai mobil, dan tanpa baterai mobil, kita tidak akan memiliki aksesori modern — atau kebutuhan dasar, seperti lampu depan — yang memerlukan sistem kelistrikan berfungsi. Jadi bagaimana tepatnya, dua zat mematikan ini bergabung membentuk fondasi kokoh sistem elektronik otomotif? Jawabannya, untuk meminjam pergantian frase, adalah dasar.
Ilmu Menyimpan Energi Listrik
Baterai listrik hanyalah kapal penyimpanan yang mampu menahan muatan listrik dan kemudian mengeluarkannya ke beban. Beberapa baterai mampu menghasilkan arus listrik dari komponen dasarnya segera setelah dirakit. Baterai ini disebut baterai primer , dan mereka biasanya dibuang begitu muatan telah habis. Baterai mobil masuk ke dalam kategori yang berbeda dari baterai listrik yang dapat diisi, dibuang, dan diisi ulang lagi dan lagi. Baterai sekunder ini memanfaatkan reaksi kimia reversibel yang berbeda dari satu jenis baterai yang dapat diisi ulang ke yang lain.
Dalam hal bahwa kebanyakan orang dapat dengan mudah memahami, baterai AA atau AAA yang Anda beli di toko, tetap di remote control Anda, dan kemudian membuang ketika mereka mati adalah baterai utama. Mereka dirakit, biasanya dari sel-sel seng-karbon atau seng dan mangan dioksida, dan mereka mampu menyediakan arus tanpa dibebankan. Ketika mereka mati, Anda membuangnya - atau membuangnya dengan benar, jika Anda mau.
Tentu saja, Anda dapat membeli baterai AA atau AAA yang sama dalam bentuk "isi ulang" yang harganya lebih mahal. Baterai yang dapat diisi ulang ini biasanya menggunakan nikel-kadmium atau sel hidrida logam nikel. Tidak seperti baterai "basa" tradisional, baterai NiCd dan NiMH tidak mampu menyediakan arus ke beban pada saat perakitan. Sebagai gantinya, arus listrik diterapkan ke sel, yang menyebabkan reaksi kimia di dalam baterai. Anda kemudian memasukkan baterai ke dalam remote control Anda, dan ketika baterai mati, Anda menempatkannya di pengisi daya dan aplikasi arus membalikkan proses kimia yang terjadi selama pengosongan.
Baterai mobil, yang menggunakan timbal dan asam sulfur, bukan nikel oksihroksida dan paduan penyerap hidrogen, mirip dengan baterai NiMH yang berfungsi. Ketika arus listrik diterapkan ke baterai, reaksi kimia terjadi, dan muatan listrik disimpan. Ketika beban terhubung ke baterai, reaksi itu berbalik arah, dan arus diberikan ke beban.
Menyimpan Energi Dengan Timbal dan Asam
Jika menggunakan timbal dan asam untuk menyimpan muatan listrik terdengar kuno, itu. Baterai timbal-asam pertama ditemukan pada tahun 1850-an, dan baterai di mobil Anda menggunakan prinsip-prinsip dasar yang sama. Desain dan materi telah berevolusi selama bertahun-tahun, tetapi ide dasar yang sama sedang dimainkan.
Ketika baterai timbal-asam dilepaskan, elektrolit menjadi larutan asam sulfat yang sangat encer — yang berarti sebagian besar H20 yang biasa-biasa saja dengan beberapa H2SO4 beredar di dalamnya. Pelat timbal, setelah menyerap asam sulfat, menjadi sulfat timbal utama. Ketika arus listrik diterapkan pada baterai, proses ini berbalik arah. Pelat sulfat timbal berubah (sebagian besar) kembali ke timah, dan larutan asam sulfat yang diencerkan menjadi lebih terkonsentrasi.
Ini bukan cara yang sangat efisien untuk menyimpan energi listrik, dalam hal seberapa berat dan besar sel-sel tersebut dibandingkan dengan jumlah energi yang mereka simpan, tetapi baterai timbal-asam masih digunakan saat ini karena dua alasan. Yang pertama adalah masalah ekonomi; baterai timbal-asam jauh lebih murah untuk diproduksi daripada opsi lainnya. Alasan lainnya adalah baterai timbal-asam mampu menyediakan sejumlah besar arus on-demand sekaligus, yang membuat mereka secara unik cocok untuk digunakan sebagai baterai awal.
Bagaimana Dangkal Apakah Siklus Anda?
Baterai mobil tradisional kadang-kadang disebut sebagai baterai SLI , di mana "SLI" berarti memulai, menyalakan, dan menyalakan. Singkatan ini menggambarkan tujuan utama aki mobil cukup baik, karena pekerjaan utama baterai mobil apa pun adalah menjalankan motor starter, lampu, dan kunci kontak sebelum mesin menyala. Setelah mesin berjalan, alternator menyediakan semua energi listrik yang diperlukan, dan baterai diisi ulang.
Jenis penggunaan ini adalah jenis siklus tugas yang dangkal, dalam hal ini memberikan ledakan singkat sejumlah besar arus, dan itulah yang dirancang khusus untuk baterai mobil. Dengan itu dalam pikiran, baterai mobil modern mengandung pelat timah sangat tipis, yang memungkinkan untuk jumlah maksimum eksposur ke elektrolit, dan menyediakan ampere paling mungkin untuk jangka pendek. Desain ini diperlukan karena persyaratan besar saat ini motor starter.
Berbeda dengan baterai awal, baterai siklus dalam adalah jenis baterai timbal-asam lain yang dirancang untuk siklus "lebih dalam". Konfigurasi lempeng berbeda, sehingga tidak cocok untuk menyediakan arus on-demand dalam jumlah besar. Sebaliknya, mereka dirancang untuk memberikan daya yang lebih sedikit untuk waktu yang lebih lama. Siklus ini "lebih dalam" karena lebih panjang, daripada karena debit keseluruhan menjadi lebih besar. Tidak seperti memulai baterai, yang secara otomatis diisi ulang setelah setiap penggunaan , baterai siklus dalam dapat perlahan-lahan habis — ke tingkat yang aman — sebelum diisi ulang lagi. Seperti memulai baterai, baterai asam timbal dalam siklus tidak boleh dibuang di bawah tingkat yang direkomendasikan untuk menghindari kerusakan permanen.
Paket berbeda, Teknologi yang Sama
Meskipun teknologi dasar di balik baterai timbal-asam tetap kurang lebih sama, kemajuan dalam materi dan teknik telah menghasilkan sejumlah variasi. Baterai siklus dalam, tentu saja, menggunakan konfigurasi pelat yang berbeda untuk memungkinkan siklus tugas yang lebih dalam. Variasi lain mengambil hal-hal lebih jauh.
Kemajuan terbesar dalam teknologi baterai timbal-asam mungkin adalah baterai timbal-asam (VRLA) yang diatur katup. Mereka masih menggunakan timbal dan asam sulfat, tetapi mereka tidak memiliki sel basah yang "membanjiri". Sebaliknya, mereka menggunakan sel gel atau matt kaca yang diserap (AGM) untuk elektrolit. Proses kimianya sama pada tingkat dasar, tetapi baterai ini tidak mengalami penyerangan dgn gas beracun seperti baterai sel banjir, juga tidak rentan terhadap kebocoran jika diratakan.
Meskipun baterai VRLA memiliki sejumlah keunggulan, mereka jauh lebih mahal untuk diproduksi daripada baterai sel banjir tradisional. Jadi sementara teknologi terus berbaris ke depan, kemungkinan Anda masih akan berkeliling dengan teknologi mutakhir 1860-an di bawah kap Anda untuk beberapa waktu — kecuali jika Anda menggunakan listrik. Tapi itu masalah yang berbeda dalam hal baterai.