La Batteria AA: Una Guida Completa
La batteria AA è uno dei tipi più comuni di batterie cilindriche monouso. Diffuse in dispositivi elettronici portatili, le batterie AA si distinguono per la varietà di chimiche impiegate nella loro costruzione, influenzando tensione terminale, capacità e tassi di scarica pratici. Generalmente, i dispositivi progettati per le celle AA accettano tensioni da 1.2 a 1.5 V, a meno che il produttore non specifichi diversamente.
Tipologie di Batterie AA
Le batterie AA si dividono in primarie e secondarie:
- Primarie: tra cui le alcaline, al litio, a zinco-carbone e a zinco-cloruro.
- Secondarie: come le batterie NiMH e NiCd, ricaricabili.
Un elemento fondamentale di una batteria elettrica è la conversione dell’energia chimica in energia elettrica attraverso un processo elettrochimico, fornendo forza elettromotrice per circuiti elettrici ed elettronici.
Dimensioni e Peso delle Batterie AA
Una cella AA misura circa 49.2–50.5 mm in lunghezza, includendo il terminale a bottone, e 13.5–14.5 mm in diametro. Il terminale positivo deve essere alto minimo 1 mm e massimo 5.5 mm di diametro, mentre il terminale negativo piatto deve avere un diametro minimo di 7 mm. Le celle alcaline AA pesano circa 23 g, mentre le NiMH ricaricabili circa 31 g.
Caratteristiche delle Batterie AA
Per comprendere le capacità di ogni batteria, si considerano parametri specifici:
- Tensione di Cella: Varia in base ai materiali degli elettrodi e alla reazione elettrochimica. Le alcaline hanno circa 1.5 V a circuito aperto, mentre le NiMH circa 1.2V.
- Tensione di Taglio: È la tensione minima accettabile, che definisce lo stato di “vuoto” della batteria.
- Capacità: La capacità coulometrica indica gli Ampere-ora disponibili quando la batteria si scarica da 100% SOC alla tensione di taglio. Le AA alcaline e NiMH hanno circa 2000 a 3000 mAh.
- Tasso di Scarica (C-rate): Esprime la velocità di scarica rispetto alla capacità massima. Una scarica 1C scarica l’intera batteria in 1 ora.
- Autoscarica: Le batterie si autoscaricano anche senza carico. Le alcaline perdono circa 2-3% della carica originale all’anno, mentre le NiMH possono perdere fino al 20% nelle prime 24 ore.
Chimica delle Batterie Alcaline
Le batterie alcaline funzionano grazie alla reazione tra zinco e biossido di manganese (MnO2) in presenza di elettroliti alcalini di idrossido di potassio (KOH). Le reazioni sono:
- Zn(s) + 2OH−(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e− [Eossidazione° = +1.28 V]
- 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH−(aq) [Eriduzione° = +0.15 V]
La reazione complessiva è Zn(s) + 2MnO2(s) ⇌ ZnO(s) + Mn2O3(s) [e° = +1.43 V].
Altri Tipi di Batterie
Oltre alle AA, esistono diverse tipologie di batterie, classificate per dimensione, chimica e applicazione. Alcune includono le batterie AAA, C, D, le batterie al litio-ion, polimero di litio e le batterie per veicoli elettrici.
In conclusione, le batterie AA rappresentano una soluzione versatile ed efficiente per dispositivi elettronici portatili, con diverse opzioni disponibili a seconda delle esigenze di applicazione specifiche.
