Aki mobil merupakan sumber energi listrik utama yang sangat penting dalam kendaraan. Cara kerjanya didasarkan pada prinsip elektrokimia, di mana energi kimia di dalam aki diubah menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan mesin dan berbagai komponen elektronik di mobil. Proses ini terjadi dalam sel-sel elektrokimia yang terdiri dari elektroda dan elektrolit khusus.
Aki mobil yang paling umum digunakan adalah jenis timbal-asam (lead-acid battery). Aki ini terdiri dari beberapa sel, biasanya enam buah, yang masing-masing menghasilkan tegangan sekitar 2,1 volt sehingga totalnya menjadi sekitar 12,6 volt. Setiap sel memiliki elektroda negatif berupa lempengan timbal (Pb) dan elektroda positif berupa timbal dioksida (PbO2) yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat (H2SO4).
Ketika aki digunakan untuk menghidupkan mobil, terjadi reaksi kimia di antara elektroda timbal, timbal dioksida, dan asam sulfat. Reaksi ini menghasilkan aliran elektron yang mengalir sebagai arus listrik dari elektroda negatif menuju elektroda positif melalui rangkaian luar kendaraan. Akibatnya, kedua elektroda bereaksi membentuk timbal sulfat (PbSO4), dan konsentrasi asam sulfat dalam larutan menurun.
Reaksi kimia utama saat aki mengeluarkan arus listrik (discharging) dapat dituliskan sebagai berikut:
Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O
Reaksi ini menunjukkan bahwa timbal dan timbal dioksida bereaksi dengan asam sulfat menghasilkan timbal sulfat dan air.
Saat mesin mobil menyala, alternator menghasilkan arus listrik yang digunakan untuk mengisi ulang aki melalui proses pengisian ulang (charging). Pada proses ini, reaksi kimia berjalan terbalik, yaitu timbal sulfat terurai kembali menjadi timbal, timbal dioksida, dan asam sulfat, sehingga energi kimia di dalam aki tersimpan kembali.
Reaksi kimia saat pengisian ulang (charging) adalah:
2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4
Energi listrik dari alternator dikonversi menjadi energi kimia dan disimpan dalam aki untuk dapat digunakan kembali saat dibutuhkan.
Selain reaksi kimia utama, komponen aki juga terdiri dari kisi-kisi timbal yang berfungsi menahan bahan aktif elektroda agar tetap stabil, dan cairan elektrolit asam sulfat yang penting dalam menyalurkan ion-ion selama proses reaksi. Struktur ini penting untuk memastikan aki dapat bekerja secara efisien dan tahan lama.
