Bateri

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Jump to navigation Jump to search
Dari atas ke bawah: bateri 4.5-volt (3R12), sel D (D Cell). sel C (C Cell), sel AA (AA Cell) sel AAA (AAA Cell), sel AAAA (AAAA Cell), bateri A23, bateri PP3 9-volt dan sepasang sel butang (CR2032 and LR44).

Bateri merupakan alat bateri yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan sambungan luar kuasa yang diberikan kepada alat-alat elektrik seperti lampu suluh, telefon pintar dan kereta elektrik.[1] Apabila bateri membekalkan tenaga elektrik, terminal positifnya bertindak sebagai katod manakala terminal negatifnya bertindak sebagai anod.[2] "Anod" ini merupakan sumber elektron yang akan mengalir dan menghantarkan tenaga kepada alat luar yang disambungkan kepadanya. Apabila bateri disambungkan kepada sesebuah litar luar, elektrolit dapat bergerak seperti ion di dalamnya lalu membolehkan tindak balas kimia disempurnakan pada  terminal yang berasingan seterusnya menghantarkan tenaga kepada litar luar. Pergerakan ion di dalam bateri inilah yang membolehkan arus bergerak keluar daripada bateri lalu memberikan fungsinya, Istilah "bateri" pada asalnya lebih khusus merjuk kepada peranti terdiri dari beberapa sel, namun penggunaan istilah ini telah berkembang untuk merujuk juga kepada peranti terdiri dari sel tunggal.[3]

Bateri datang dalam pelbagai bentuk dan saiz, dari sel-sel kecil yang digunakan untuk alat bantu dengar dan jam tangan serta sel nipis yang digunakan dalam telefon pintar hinggalah ke bateri asid plumbum yang digunakan dalam kereta dan lori, dan juga pada tahap melampaunya tabung-tabung bateri yang sebesar bilik yang berfungsi sebagai bekalan kuasa siap sedia mahupun kecemasan untuk pertukaran telefon dan komputer pusat data komputer.

Bateri punya banyak yang lebih rendah tenaga khusus (tenaga per unit besar-besaran) daripada biasa api seperti petrol. Dalam kereta, ini agak diimbangi oleh yang lebih tinggi kecekapan motor listrik dalam menghasilkan kerja mekanikal, berbanding kepada pembakaran enjin.

Kategori dan jenis bateri[sunting | sunting sumber]

Bateri dikelaskan kepada jenis primer dan sekunder:

  • Bateri primer direka untuk kegunaan sehingga habis tenaga kemudian dibuang. Tindak balas kimia yang ada biasanya tidak berbalik oleh itu tidak dapat dicas semula. Apabila bateri kehabisan zat tindak balas, ia berhenti menghasilkan arus dan tidak berguna lagi.[4]
  • Bateri sekunder boleh dicas semula melalui penterbalikan tindak balas kimia sel oleh arus elektrik. Pengaliran arus ini menghasilkan semula zat tindak balas kimia yang boleh digunakan, dicas semula, dan digunakan lagi selama beberapa kali.[5]

Jenis sel[sunting | sunting sumber]

Pelbagai jenis sel elektrokimia telah dihasilkan dengan pebagai tindak balas kimia yang terlibat serta reka bentuk termasuk sel galvanik, sel elektrolitik, sel bahan api, sel alir dan cerucuk voltan.[6]

Sel basah[sunting | sunting sumber]

Bateri sel basah mengandungi elektrolit dalam bentuk cecair.

Sel kering[sunting | sunting sumber]

Sel kering menggunakan pes elektrolit dengan kelembapan yang cukup untuk membenarkan arus mengalir. Jenis sel ini boleh berfungsi apabila dipasangkan di mana-mana orientasi tanpa tertumpahnya kandungan sel tersebut berbanding dengan sel basah, seperti yang ia mengandungi ada cecair bebas, menjadikan sel ini sesuai digunakan dalam peralatan mudah alih.

Saiz[sunting | sunting sumber]

Bateri primer yang tersedia untuk kegunaan orang ramai didapati dari sel butang kecil digunakan untuk elektrik jam tangan hingga ke sel No 6 yang digunakan untuk litar isyarat atau pemakaian jangka panjang yang lain. Sel sekunder dihasilkan dalam saiz yang sangat besar yang boleh menggerakkan sebuah kapal selam atau menstabilkan grid elektrik membantu meratakan tahap keluar beban puncak.

Sifat kimia[sunting | sunting sumber]

Banyak sifat penting sel seperti voltan, kepadatan tenaga, kemudahbakaran, binaan sedia ada sel, suhu operasi dan jangka hayat ditentukan oleh kandungan kimia dalam bateri.

Bateri utama dan ciri-ciri mereka[sunting | sunting sumber]

Jenis kimia
Anod (−) Katod (+) Voltan
maksimum,

teori (V)

Voltan nominal, praktikal (V) Tenaga tertentu

(MJ/kg)

Elaboration Jangka hayat pada suhu 25 °C, keupayaan 80% (bulan)
Zink–karbon Zn MnO2 1.6 1.2 0.13 Tidak mahal. 18
Zink–klorida 1.5 Also known as "heavy-duty", tidak mahal.
Alkali
(zink–mangan dioksida)
Zn MnO2 1.5 1.15 0.4–0.59 Ketumpatan tenaga sederhana.
Good for high- and low-drain uses.
30
Nikel oksihidroksida
(zink–mangan dioksida/nikel oksihidroksida)
1.7 Ketumpatan tenaga sederhana.
Good for high drain uses.
Litium (litium–kuprum oksida)
Li–CuO
Li CuO 1.7 Tidak lagi dihasilkan dan digantikan dengan bateri argentum oksida ("SR" jenis IEC).
Litium
(litium–ferum disulfida)
LiFeS2
Li FeS2 1.8 1.5 1.07 Mahal.
Digunakan pada bateri tambahan (plus atau extra).
337[7]
Litium
(litium–mangan dioksida)
LiMnO2
Li MnO2 3.0 0.83–1.01 Mahal. Used only in high-drain devices or for long shelf-life due to very low rate of self-discharge.

'Lithium' alone usually refers to this type of chemistry.

Litium
(litium–karbon fluorida)
Li–(CF)n
Li (CF)n 3.6 3.0 120
Litium
(litium–kromium oksida)
Li–CrO2
Li CrO2 3.8 3.0 108
Hidroargirum oksida Zn HgO 1.34 1.2 High-drain and voltan yang tetap.
Diharamkan di kebanyakan negara atas risiko kesihatannya
36
Zinc–air Zn O2 1.6 1.1 1.59[8] Sering digunakan dalam alat bantu dengar
Cerucuk Zamboni (Zamboni pile) Zn Ag atau Au 0.8 Very long life

Very low (nanoamp, nA) current

>2,000
Argentum oksdia (argentum–zink) Zn Ag2O 1.85 1.5 0.47 Very expensive.
Used only commercially in 'button' cells.
30
Magnesium Mg MnO2 2.0 1.5 40

Bateri sekunder (boleh dicas semula) dan ciri-ciri mereka[sunting | sunting sumber]

Kimia Voltan sel Tenaga tertentu

(premium bronx/kg)

Ketumpatan tenaga

(kJ/liter)

Penerangan
NiCd 1.2 140 Nikel–kadmium kimia.
Murah.
Tinggi-/rendah-parit, dengan ketumpatan tenaga yang sederhana.
Boleh menahan sangat pelepasan tinggi kadar dengan hampir tidak ada kehilangan keupayaan.
Kadar nyahcas sendiri sederhana
Kandungan kadmiuimnya membahayakan alam sekitar - penggunaannya kini hampir dilarang di Eropah.
Asid-plumbum 2.1 140 Sederhana mahal.
Mempunyai ketumpatan tenaga yang sederhana.
Kadar nyahcas sendiri.
Kadar pelepasan yang tinggi menyebabkan kerugian kapasiti besar.
Kandungan plumbumnya membahayakan alam sekitar.
Biasa digunakan dalam bateri kereta
NiMH 1.2 360 Kimia gabungan nikel–logam .
Murah.
Melakukan lebih baik daripada alkali bateri-bateri dalam lebih tinggi peranti parit.
Tradisional kimia telah dengan ketumpatan tenaga tinggi, tetapi juga yang tinggi kadar nyahcas sendiri.
Baru kimia telah rendah diri pelepasan kadar, tetapi juga ~25% lebih rendah ketumpatan tenaga.
Digunakan dalam beberapa kenderaan auto.
NiZn 1.6 360 Kimia nikel-zink.
Sederhana murah.
Parit tinggi peranti sesuai.
Rendah diri kadar pelepasan.
Voltan lebih dekat dengan alkali-sel utama daripada yang lain menengah sel-sel.
Tiada komponen toksik.
Baru diperkenalkan di pasaran (2009), belum lagi ada catatan lanjut.
Saiz yang boleh didapati adalah terhad
AgZn 1.86

1.5

460 Perak-zinc kimia.
Jumlah yang lebih kecil daripada yang bersamaan Li-ion.

Sangat mahal kerana kandungan peraknya.
Sangat tinggi dengan ketumpatan tenaga.
Sangat tinggi longkang mampu.
Selama bertahun-tahun dianggap usang kerana tinggi harga perak.
Sel mengalami pengoksidaan jika tidak digunakan.
Tindak balas kimianya tidak dapat difahami sepenuhnya.
Terminal voltan sangat stabil tapi tiba-tiba jatuh untuk 1.5 volt pada 70 80% mengenakan

dipercayai
kerana kehadiran kedua-dua argentous dan argentic oksida di plat positif – satu dimakan pertama).
Telah digunakan sebagai ganti utama bateri (kereta bulan).
Sedang dibangunkan sekali lagi sebagai pengganti untuk Li-ion.

LiFePO4 3.3

3.0

360 790 Litium-ion-fosfat
Litium ion 3.6 460 Gabungan pelabagai jenis litium.

Sangat mahal.
Berketumpatan tenaga tinggi
Tidak didapati dalam saiz bateri "biasa".
Bateri plimer litium biasa digunakan dalam komputer riba, kamera digital, perakam, dan telefon bimbit
Sangat rendah kadar nyahcas sendiri.
Voltan terminal antara 4.2 dan 3.0 volt semasa pelepasan.
Mudah meruap: Letupan boleh berlaku jika terjadinya litar pintas, pemanasan melampau serta pembuatan yang dibuat tanpa kawalan.

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Crompton, T. R. (2000-03-20). Battery Reference Book (edisi third). Newnes. m/s. Glossary 3. ISBN 0080499953. Dicapai 2016-03-18. 
  2. ^ Pauling, Linus (1988). "15: Oxidation-Reduction Reactions; Electrolysis.". General Chemistry. New York: Dover Publications, Inc. m/s. 539. ISBN 978-0-486-65622-9. 
  3. ^ Pistoia, Gianfranco (2005-01-25). Batteries for Portable Devices. Elsevier. m/s. 1. ISBN 0080455565. Dicapai 2016-03-18. 
  4. ^ Dingrando 675.
  5. ^ Fink, Ch. 11, Sec. "Batteries and Fuel Cells."
  6. ^ "Spotlight on Photovoltaics & Fuel Cells: A Web-based Study & Comparison" (PDF). m/s. 1–2. Dicapai 14 March 2007. 
  7. ^ Lithium Iron Disulfide Handbook and Application Manual
  8. ^ Tolak jisim pengoksida udara.

Pautan luar[sunting | sunting sumber]