Batterie AAA: Una Panoramica
Le batterie AAA, comunemente conosciute come mini-stilo, sono tra le più diffuse nel settore delle batterie cilindriche monouso. Queste batterie sono ampiamente utilizzate in dispositivi elettronici portatili, giocattoli e telecomandi. La loro costruzione varia a seconda della chimica impiegata, influenzando direttamente la tensione terminale, la capacità e i tassi di scarica pratici.
Tipologie di Batterie AAA
Le batterie AAA si dividono in primarie e secondarie:
- Batterie Primarie: Includono le varianti alcaline, al litio, a zinco-carbone e a zinco-cloruro. Queste batterie sono progettate per un solo uso e vengono scartate dopo l’esaurimento.
- Batterie Secondarie: Comprendono le versioni NiMH e NiCd, che possono essere ricaricate e riutilizzate più volte.
Funzionamento e Chimica
Una batteria elettrica è una fonte di energia elettrica in corrente continua. Converte l’energia chimica accumulata in energia elettrica attraverso un processo elettrochimico, fornendo una forza elettromotrice per il flusso di corrente nei circuiti elettronici.
Il principio fondamentale in una cella elettrochimica è la reazione redox spontanea tra due elettrodi separati da un elettrolita, una sostanza conduttiva ionica e isolante elettricamente.
Dimensioni e Peso
Una batteria AAA ha un diametro di 10,5 mm e una lunghezza di 44,5 mm, includendo il pulsante del terminale positivo. Il peso varia a seconda della chimica: le alcaline pesano circa 11,5 grammi, le primarie al litio circa 7,6 grammi e le ricaricabili NiMH tra 14 e 15 grammi.
Caratteristiche delle Batterie AAA
Ogni batteria ha parametri specifici che ne determinano l’utilizzo:
- Tensione della Cellula: La tensione delle batterie è generata dalla differenza di potenziale dei materiali degli elettrodi. Le alcaline hanno una tensione a circuito aperto di circa 1,5 V, mentre le NiMH di 1,2 V.
- Tensione di Cutoff: È la tensione minima accettabile, definendo lo stato “vuoto” della batteria.
- Capacità: La capacità coulometrica indica gli ampere-ora totali disponibili quando la batteria si scarica da uno stato di carica (SOC) del 100% alla tensione di cutoff.
- Tasso di Autodiscarica: Le batterie si scaricano gradualmente anche se non collegate. Le alcaline perdono circa il 2-3% della loro carica originale all’anno, mentre le NiMH possono perdere fino al 20% nelle prime 24 ore.
Chimica delle Batterie Alcaline
Nelle batterie alcaline, l’elettrodo negativo è lo zinco, mentre quello positivo è il biossido di manganese (MnO2). L’elettrolita alcalino di idrossido di potassio (KOH) non viene consumato durante la scarica. Le reazioni semplificate 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
Esistono numerose tipologie di batterie, classificate per dimensione, chimica e applicazione. Tra queste troviamo le batterie AA, AAAA, C, D, oltre a quelle a litio, NiMH, NiCd e acido-piombo, ognuna con specifiche caratteristiche e impieghi.
