BATERAIBaterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

1. batang karbon sebagai anode (kutub positif baterai)2. seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)3. pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

Reaksi Kimia Batrai Pada Saat Dicharger dan Dikosongkan

Battery pada saat discharging maupun recharging akan terjadi reaksi kimia. Berikut adalah uraian lengkapnya.

- Reaksi Kimia Pada Saat Discharging Yang dimaksud discharging adalah penggunaan isi (kapasitas) battery. Rekasi kimia yang terjadi ialah: PbO2+ 2 H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2 H2O + PbSO4 Pada akhir discharging, plat positif dan plat negatif akan menjadi PbSO4 dan elektrolitnya akan menjadi H2O. 

- Reaksi Kimia Pada Saat Recharging Recharging adalah proses pengisiah battery. Reaksi kimia yang terjadi ialah: PbSO4 + 2 H2SO4 + PbSO4 ---> PbO2 + 2 H2SO4 + Pb Akhir dari proses recharging ini, plat positif kembali menjadi PbO2 dan plat negatifnya Pb, sedangkan elektrolit kembali terbentuk menjadi H2SO4

Macam - Macam Baterai

1.          Sel KeringBaterai kering ditemukan oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuannya pada tahun 1866. Sel Leclache terdiri atas suatu silinder seng yang berisi pasta campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH3), karbon (C), dan sedikit air. Seng berfungsi sebagai anoda, sedangkan sebagai katoda digunakan elektroda inert, yaitu grafit (C) yang dicelupkan di tengah-tengah pasta. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai oksidator. Selain sebagai anoda seng juga berfungsi sebagai wadah komponen baterai.          Reaksi-reaksi yang terjadi dalam baterai kering sebenarnya lebih rumit, tetapi pada garis besarnya adalah:

Anoda   : Zn(s)  à Zn2+(aq) + 2e

Katode   :   2MnO 2(s)  + 2NH 4+

(aq)  + 2e   à   Mn 2O3(s)  + 2NH 3(aq)  + H 2O(l)

Zn(s) + 2NH4+

(aq) + 2MnO2(s) à Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(aq) H2O(l)

Selanjutnya Zn2+ yang terbentuk mengikat NH3 dan membentuk ion Zn(NH3)22+,

reaksinya sebagai berikut:Zn2+

(aq) + 4NH3(aq) à Zn(NH3)42+

(aq)

Perbedaan potensial yang dihasilkan oleh satu sel bakterai kering adalah 1,5 volt. Sel Leclanche tidak dapat diisi kembali.

2.         Baterai MerkuriSel Volta yang lain adalah sel merkuri atau disebut juga baterai kancing jenis Ruben-Mallory. Sel jenis ini banyak digunakan untuk baterai arloji, kalkulator, dan komputer.Baterai merkuri ini telah dilarang penggunaannya dan ditarik dari peredaran sebab bahaya yang dikandungnya (logam berat merkuri). Baterai kancing ini terdiri atas seng (anode) dan merkuri (II) oksida (katode). Kedua elektrode tersebut berupa serbuk padat. Ruang di antara kedua elektrode diisi dengan bahan penyerap yang mengandung elektrolit kalium hidroksida (basa, alkalin). Reaksi redoks yang terjadi dalam sel adalah sebagai berikut :Zn(s) + 2OH–

(aq) à ZnO(s) + H2O(l) + 2e– (anode)HgO(s)  + H 2O(l)  + 2e –   à   Hg (l)  + 2OH – (aq)  (katode) Zn(s) + HgO(s)  à ZnO(s) + Hg(l)

Potensial sel yang dihasilkan adalah 1,35 V.

3.          Sel AkiSel aki (Accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiri atas elektrode Pb (anode) dan PbO2 (katoda). Keduanya dicelupkan dalam larutan H2SO4 30%.Cara kerja sel :

a.      Elektrode Pb teroksida menjadi Pb2+

Pb(s) à Pb2+(aq) + 2e-

Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan So42- dari larutan,

Pb2+(aq) + SO4

2-(aq) à PbSO4(s)

b.      Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO2.

c.       Pada elektrode PbO2 elektron-elektron dari anoda Pb akan mereduksi PbO2menjadi Pb2+ yang kemudian berikatan dengan So4

2- dari larutan.PbO2(s) + 4H+

(aq) + 2e- à Pb2+(aq) + 2H2O(l)

Pb2+(aq) + SO4

2-(aq) à PbSO4(s)

Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut.Anode   :  Pb(s) + HSO4

-(aq) à PbSO4(s) + H+

(aq) + 2e-

Katode  :  PbO2(s)  + 3H + (aq)  + HSO - (aq)  + 2e -   à   PbSO 4(s) + 2H2O(l)

               Pb(s) + PbO2(s) + 2H+(aq) + 2HSO4

- à 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H2SO4 diubah menjadi PbSO4 dan H2O sehingga konsentrasi H2SO4 dalam larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perlu diisi kembali.

4.          Baterai LitiumLitium merupakan unsur lebih banyak terdapat dalam bentuk ionnya dalam larutan. Hal tersebut yang mendasari perkembangan baterai litium yang dapat diisi ulang. Pada umumnya baterai litium terdiri atas karbon sebagai anoda, dan litium kobal dioksida sebagai katoda dengan elektrolit berupa garam litium.Reaksi redoks yang terjadi adalah sebagai berikut :Anoda    : 2Li(s) à 2Li+

(aq) + 2e-

Katoda     : 3I 2(s)  + 2e -   à   2I 3-(aq)

                 2Li(s) +3I2(s) à 2Li+(aq)

 + 2I3(aq)

Potensial sel litium sebesar 3,6 V dan litium memiliki massa pakai yang lama, karena dapat diulang dengan proses sederhana (setrum). Baterai ini banyak digunakan sebagai energi listrik pada barang-barang elektronika seperti telepon genggam dan laptop.

5.          Sel Bahan BakarSel bahan bakar merupakan bagian dari sel volta yang mirip dengan aki atau baterei, di mana bahan bakarnya diisi terus menerus, sehingga dapat dipergunakan secara terus menerus juga.Bahan baku dari sel bahan bakar adalah gas hidrogen dan oksigen, sel ini digunakan dalam pesawat ruang angkasa. Sel ini terdiri atas anode dari lempeng nikel berpori yang dialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng nikel oksida berpori yang dialiri gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH pekat.Reaksi yang terjadi pada sel bahan bakar adalah:Anoda   : 2H2 + 4OH- à 4H2O + 4e-

Katoda   :   O 2  + 2H 2O + 4e -   à   4OH -                  2H2 + O2 à 2H2O