Hidrometer Baterai¶

Hidrometer baterai digunakan untuk menguji status pengisian (state of charge) daya sel baterai. Ini dilakukan dengan mengukur berat jenis elektrolit. Semakin besar konsentrasi asam sulfat, semakin padat elektrolitnya, semakin tinggi kerapatannya, dan semakin tinggi juga status pengisiannya.

State of Charge

State of Charge (SoC) adalah tingkat muatan baterai listrik relatif terhadap kapasitasnya. Satuan SoC adalah poin persentase (0% = kosong; 100% = penuh). Satuan alternatif dari ukuran yang sama adalah Depth of Discharge (DoD) kedalaman pengosongan, kebalikan dari SoC (100% = kosong; 0% = penuh). SoC biasanya digunakan untuk membahas keadaan baterai saat ini saat digunakan, sedangkan DoD paling sering digunakan saat membahas masa pakai baterai setelah penggunaan berulang.

Berat Jenis Elektrolit¶

Baterai asam-timbal (lead-acid) yang digunakan pada mobil masa kini terbuat dari plat timbal (Pb), plat timbal oksida (PbO₂), yang dicelupkan pada larutan elektrolit. Larutan elektrolit ini terdiri dari 65% air murni (H₂O) dan 35% asam sulfat (H₂SO₄). Berat jenis atau berat larutan ini meningkat saat baterai diisi (charge) dan berkurang saat baterai dikosongkan (discharge). Saat baterai dikosongkan, belerang atau sulfur (SO₄) menjauh dari larutan dan bergerak menuju plat. Sedangkan saat baterai diisi terjadi kebalikannya, sulfur akan bergerak kembali ke larutan elektrolit.

Berat jenis elektrolit tergantung pada rasio 65% hingga 35% ini agar sesuai kebutuhan reaksi kimia sehingga reaksi kimia dapat berlangsung. Rasio ini dipengaruhi oleh jumlah asam sulfat dan suhu larutan. Saat suhu turun, elektrolit berkontraksi meningkatkan berat jenis. Saat suhu meningkat, elektrolit mengembang sehingga menyimpang dari rasio optimalnya dan mempengaruhi pembacaan berat jenis. Suhu elektrolit saat pembacaan hidrometer harus dipastikan pada kisaran 80°F atau 27°C. Penting untuk diketahui bahwa suhu elektrolit sangat berbeda dengan suhu lingkungan jika kendaraan baru saja dioperasikan.

Pemeriksaan berat jenis baterai adalah cara yang bagus untuk mengukur status pengisian baterai. Hal ini karena selama pengosongan, berat jenis akan menurun secara linier dengan pengosongan ampere-hours (ampere-jam atau Ah). Sebaliknya berat jenis elektrolit akan meningkat ketika baterai diisi ulang (charge).

Gambar 2. E-Z Red SP101 Battery Hydrometer

Hidrometer digunakan untuk mengukur berat jenis larutan elektolit pada setiap sel baterai. Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis atau berat jenis zat cair yang dibandingkan dengan massa jenis air pada jumlah yang sama.

Berat jenis elektrolit adalah pengukuran zat cair yang dibandingkan dengan baseline. Baseline adalah air murni yang diberi nomor dasar 1,000. Konsentrasi asam sulfat terhadap air pada baterai baru adalah 1,280 yang berarti elektrolit tersebut memiliki berat 1,280 kali berat volume air yang sama. Baterai yang terisi penuh jika diuji maka ada pada kisaran 1,275 - 1,280 pada suhu 80°F atau 27°C, sementara baterai yang kosong akan terbaca pada kisaran 1,140 pada suhu 80°F atau 27°C. Untuk penyesuaian suhu, hasil pembacaan berat jenis ditambahkan 0,004 pada setiap kenaikan 10°F (6°C) diatas 80°F dan dikurangi 0,004 setiap penurunan 10°F (6°C) dibawah 80°F (27°C).

Konversi Fahrenheit ke Celcius

\[ \begin{align*} (1°F − 32) \times (5/9) =\text{-17,22°C} \end{align*} \]

Pemeriksaan Berat Jenis Elektrolit Baterai¶

Sebelum melakukan pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai menggunakan hidrometer, periksa level larutan elektrolit pada setiap sel baterai. Karena saat level semakin rendah, berat jenis elektrolit lebih tinggi dari optimal. Ketika ditambahkan air sulingan pada sel baterai, maka berat jenis elektrolit akan menurun sehingga konsentrasi elektrolit akan mendekati rasio optimal.

PERHATIAN!

Jangan melakukan uji hidrometer pada baterai yang baru saja di isi air sulingan. Baterai harus melalui setidaknya satu siklus pengisian dan pengosongan agar air dapat bercampur dengan elektrolit secara merata. Jika waktu tidak memungkinkan maka biasanya cukup diisi air sulingan dan lakukan pengisian baterai.

Prosedur Pemeriksaan Hidrometer¶

PERINGATAN!

Baterai mengandung Asam Sulfat maka selalu gunakan alat pelindung diri dari kontak dengan Asam Sulfat. Gunakan kacamata, sarung tangan karet, celemek karet, sepatu karet. Hindari mengenakan bahan katun karena asam baterai akan melarutkan kain.

Isap elektrolit ke dalam hidrometer beberapa kali agar termometer menyesuaikan dengan suhu elektrolit dan menunjukan pembacaan akurat. Kemudian periksa warna elektrolitnya. Jika menunjukan warna coklat atau abu-abu itu berarti ada masalah dengan baterai dan merupakan tanda bahwa usia baterai hampir habis.
Isap elektrolit secara penuh ke dalam hidrometer untuk memungkinkan pelampung mengapung dengan bebas.
Pegang hidrometer dalam posisi vertikal setinggi mata dan catat pembacaan di mana elektrolit bertemu dengan skala pada pelampung.
Tambahkan atau kurangi 0,004 ke hasil pembacaan untuk setiap 10°F (6°C) suhu elektrolit di atas atau di bawah 80°F (27°C). Sesuaikan pembacaan agar sesuai dengan suhu elektrolit, misalnya jika pembacaan menunjukkan berat jenis 1,250 dan suhu elektrolit adalah 90°F (32°C), hasil pembacaan 1,250 dikoreksi (ditambahkan 0,004) sehingga menjadi 1,254. Demikian pula jika suhunya 70°F (21°C), kurangi 0,004 sehingga hasil pembacaan menjadi 1,246. 0,004 dari 1,250 untuk memberikan koreksi.
Uji setiap sel dan catat hasil pembacaannya (jangan lupa dikoreksi ke 80°F atau 27°C). Variasi lima puluh poin antara dua hasil pembacaan sel manapun (contoh 1,250 - 1,200) menunjukkan ada masalah dengan sel yang hasil bacaannya lebih rendah.

Konsentrasi Elektrolit dan Tegangan Baterai

Berat Jenis	% Pengisian	V Sel	V Baterai
1,260 - 1,280	Baterai terisi 85% - 100%	2,12 V	12,7 V
1,240 - 1,259	Baterai terisi 70% - 85%	2,08 V	12,5 V
1,200 - 1,239	Baterai terisi 50% - 70%	2,04 V	12,3 V
1,150 - 1,199	Baterai terisi 20% - 50%	1,99 V	12,0 V
1,150 ke bawah	Baterai kosong	1,96 V	11,8 V

Penggunaan Koma

Pada hidrometer yang beredar dipasaran biasanya nilai berat jenis pada pelampungnya ditulis dengan titik, misal 1.270. Karena di Indonesia biasanya titik di ganti dengan koma sehingga menjadi, misal 1,270.

Dengan bertambahnya usia baterai, berat jenis elektrolit akan berkurang saat pengisian penuh. Ini bukan alasan untuk mengganti baterai asalkan semua sel berada dalam rentang perbedaan kurang dari lima puluh poin satu sama lain.

Pengujian dengan hidrometer adalah sebagai respon terhadap kendaraan yang menunjukkan masalah kinerja, baterai kendaraan harus diisi ulang dan lakukan pengujian ulang. Jika hasilnya menunjukkan terdapat sel yang lemah, maka sebaiknya baterai tersebut dilepas dan diganti dengan baterai dengan merk, tipe dan perkiraan umur yang sama.

Video Penggunaan Hidrometer¶

Video 1. Penggunaan Hidrometer

Daftar Pustaka¶

Pembaharuan Terakhir: 21 November 2020 06:56:52