Baterai hadir dalam berbagai bentuk dengan fungsi yang sama, yaitu menyediakan energi listrik yang diterapkan pada remote televisi, smartphone, hingga kendaraan listrik. Namun, tidak semua bekerja dengan cara yang sama, beberapa baterai rechargeable sedangkan yang lainnya non-rechargeable.
Sebelum kita membahas lebih dalam mengenai jenis-jenis baterai, mari kita mengenal terlebih dahulu apa itu baterai?
Baterai merupakan benda yang mengubah chemical menjadi energi listrik dan terkoneksi oleh sel elektrokimia. Prinsip kerja baterai didasarkan pada proses elektrokimia yang di dalamnya berlangsung reaksi reduksi dan oksidasi (redoks), reaksi ini memungkinkan konversi energi kimia menjadi energi listrik.
Komponen dalam baterai terdiri dari anoda, katoda, dan larutan elektrolit. Inilah yang menyebabkan adanya baterai rechargeable dan non- rechargeable. Ayo kita bahas apa perbedaannya nanti.
Perbedaan Baterai Rechargeable dan Non-Rechargeable
Baterai rechargeable atau disebut juga baterai sekunder merupakan baterai yang dapat digunakan kembali setelah diisi ulang. Baterai rechargeable dapat diisi ulang karena reaksi elektrokimianya bersifat reversibel (berlangsung bolak balik). Jenis baterai rechargeable yang umum digunakan saat ini adalah LiBs.
Dalam baterai LiBs, anodanya adalah grafit, sedangkan katodanya adalah senyawa logam lithium seperti LiCoO₂ dan LiFePO₄. Grafit merupakan agen pereduksi yang melepaskan elektron, pergerakan elektron ini menyebabkan terciptanya arus listrik.
Ion Li+ bergerak dari anoda menuju katoda secara spontan melalui larutan elektrolit (LiPF₆). Dengan setengah persamaan reaksinya.
Anoda : Li → Li⁺ + e⁻
Katoda : Li⁺ + e⁻ → Li
Perpindahan elektron terjadi berulang, faktor utamanya adalah struktur dari anoda graphite berlapis sehingga Li yang hanya menempel pada permukaan tidak bereaksi. Faktor pendukung lainnya adalah energi eksternal yaitu energi listrik yang menyebabkan elektron dapat berbalik kembali dari katoda ke anoda.
Larutan elektrolit (LiPF₆) pada baterai rechargeable dirancang untuk tidak ikut bereaksi secara permanen saat perpindahan elektron agar baterai dapat digunakan berulang.
Baterai non-rechargeable disebut juga baterai primer. Baterai non-rechargeable tidak dapat diisi ulang karena reaksi elektrokimia nya bersifat irreversibel.
Terdapat beberapa jenis baterai irreversibel yaitu baterai Zn-C, baterai alkaline, dan baterai lithium primer. Dalam artikel ini akan dibahas salah satunya yaitu baterai lithium primer tipe lithium manganese dioxide (Li-MnO₂).
Baterai lithium primer tipe lithium manganese dioxide (Li-MnO₂) menggunakan lithium sebagai anoda dan MnO₂ sebagai katoda.
Lithium pada anoda akan mengalami oksidasi, sedangkan MnO₂ pada katoda mengalami reduksi dengan menerima elektron dan ion Li⁺, sehingga dapat menghasilkan energi listrik. Dengan setengah persamaan reaksinya.
Anoda : Li → Li⁺ + e⁻
Katoda : MnO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiMnO₂
Dari persamaan diatas terlihat bahwa reaksi ini mengalami perubahan kimia yang stabil dan sulit dibalik, sehingga tidak dapat dikembalikan ke kondisi awalnya.
Baterai lithium primer menggunakan elektrolit LiPF₆ atau LiClO₄ yang dilarutkan dalam pelarut organik. Elektrolit nonaqueous digunakan karena logam lithium sangat reaktif terhadap air.
Reaksi pada baterai non-rechargeable bersifat irreversibel karena produk hasil reaksi membentuk senyawa yang stabil dan sulit dikembalikan ke bentuk awalnya. Selain itu, selama proses discharge terjadi perubahan permanen pada struktur elektroda dan material aktif baterai.
Karena katoda yang digunakan adalah MnO₂ memiliki lapisan yang tidak seluas graphite, sehingga anoda akan habis teroksidasi. Akibatnya, ketika diberi arus listrik dari luar, reaksi tidak dapat berlangsung balik secara efektif seperti pada baterai rechargeable.
Jika baterai primer dipaksa untuk diisi ulang, dapat terjadi penumpukan gas, peningkatan tekanan, kebocoran, bahkan ledakan karena sistem internalnya tidak dirancang menerima arus balik.
Jadi, perbedaan utamanya adalah pada jenis katoda dan anoda yang digunakan, rechargeable menggunakan katoda LiCoO₂ atau LiFePO₄, dan anoda graphite sedangkan baterai non-rechargeable menggunakan katoda logam Li murni dan anoda nya adalah MnO₂, perbedaan ini membuat sistem kerja baterai dan reaksi yang berbeda.
Penulis:
1. Aufa Latifah Tsani (2407262)
2. Dewi Ayu Wulandari (2406417)
3. Esa Nur Widi (2406437)
4. Neng Shinta Amelliya (2402475)
Mahasiswa Kimia Universitas Pendidikan Indonesia
Dosen Pengampu: Prof. Fitri Khoerunnisa, Ph.D.
Editor: Ika Ayuni Lestari
Bahasa: Rahmat Al Kafi
⚡ Baca Lebih Cepat Artikel MMI di Ponsel Anda!
Ikuti Channel WhatsApp
Media Mahasiswa Indonesia (MMI):
KLIK DI SINI
