SOAL TENTANG BATERAI DAN SISTEM PENYIMPANAN ENERGI

NAMA: MARINTAN SIMBOLON

NIM:1106223046

KELAS: TR-46-GAB

MATA KULIAH: BATERAI DAN SISTEM PENYIMPANAN ENERGI

SOAL TENTANG BATERAI DAN SISTEM PENYIMPANAN ENERGI

Pilihan Ganda

1. Apa yang terjadi ketika baterai digunakan secara terus-menerus?

a. Kapasitas baterai meningkat

b. Kapasitas baterai menurun

c. Tegangan baterai meningkat

d. Tegangan baterai menurun

Penjelasan: Seiring penggunaan, baterai mengalami degradasi kapasitas akibat reaksi kimia yang tidak reversibel dan perubahan struktur material elektroda.

2. Baterai jenis apa yang paling umum digunakan pada perangkat elektronik portabel?

a. Baterai alkali

b. Baterai nikel-kadmium (Ni-Cd)

c. Baterai nikel-metal hidrida (NiMH)

d. Baterai litium-ion (Li-ion)

Penjelasan: Baterai Li-ion lebih ringan, memiliki kepadatan energi tinggi, dan umur pakai lebih panjang dibandingkan dengan jenis lainnya seperti Ni-Cd atau NiMH.

3. Apa yang menyebabkan baterai menjadi rusak?

a. Penggunaan yang berlebihan

b. Pengisian yang tidak tepat

c. Suhu yang terlalu tinggi

d. Semua jawaban di atas

Penjelasan: Baterai dapat mengalami degradasi akibat pemakaian berlebihan, pengisian yang tidak tepat (overcharging atau undercharging), serta paparan suhu tinggi yang mempercepat reaksi kimia yang merusak elektroda dan elektrolit.

Soal Essay

1. Jelaskan prinsip kerja baterai litium-ion (Li-ion) dan kelebihannya dibandingkan dengan jenis baterai lainnya.

Jawab:

Baterai litium-ion (Li-ion) bekerja berdasarkan pergerakan ion litium antara elektroda positif (katoda) dan elektroda negatif (anoda) selama proses pengisian dan pengosongan. Ketika baterai diisi, ion litium bergerak dari katoda ke anoda melalui elektrolit, dan saat digunakan, ion kembali dari anoda ke katoda, menghasilkan arus listrik.

Kelebihan baterai Li-ion dibandingkan jenis lainnya:

• Kepadatan energi tinggi, sehingga mampu menyimpan lebih banyak energi dalam ukuran yang lebih kecil.
• Self-discharge rendah, sehingga tidak cepat kehilangan daya saat tidak digunakan.
• Tidak mengalami efek memori, berbeda dengan Ni-Cd yang dapat kehilangan kapasitas jika tidak dikosongkan sepenuhnya sebelum diisi ulang.
• Ringan dan memiliki umur pakai lebih panjang, membuatnya ideal untuk perangkat elektronik portabel.

2. Apa yang dapat dilakukan untuk memperpanjang umur baterai dan mengurangi kerusakan?

    Jawab:

• Hindari pengisian daya hingga 100% atau pengosongan hingga 0%, sebaiknya menjaga daya baterai dalam kisaran 20-80%.
• Gunakan charger yang sesuai dengan spesifikasi baterai.
• Hindari paparan suhu ekstrem, baik terlalu panas maupun terlalu dingin.
• Jangan biarkan baterai terlalu lama dalam kondisi kosong atau tidak digunakan.
• Gunakan mode hemat daya pada perangkat untuk mengurangi konsumsi energi yang berlebihan.

Soal Hitungan

1. Sebuah baterai memiliki kapasitas 2000 mAh dan tegangan 3,7 V. Berapa energi yang dapat disimpan oleh baterai tersebut?

Jawab:

Diketahui:

• Kapasitas baterai: $Q = 2000$
  
• Tegangan baterai: $V = 3,7$
• 1 mAh = 3,6 C

Ditanya:
Energi yang dapat disimpan oleh baterai dalam joule (J)?

Penyelesaian:

Energi listrik dalam baterai dihitung menggunakan rumus:

$$E = V \times Q$$

Q=2000×3,6

Q=7200 C

E=V×Q

E=3,7×7200

$$\text{Jadi, energi yang dapat disimpan oleh baterai tersebut adalah 26,64 kJ.}$$