Batteria CR2430: Una Panoramica
La batteria CR2430 è una cella a bottone basata su litio-metallo da 3V, ampiamente utilizzata in una varietà di applicazioni come apricancelli da garage, dispositivi medici, orologi, telecomandi, calcolatrici e vari giocattoli.
Caratteristiche Principali
Le principali caratteristiche della batteria CR2430 includono:
- Utilizzo in un ampio intervallo di temperature, da -30°C a +60°C.
- Alto voltaggio di 3V.
- Autoscarica molto bassa, con una lunga durata di conservazione fino a 10 anni.
- Ampia gamma di utilizzi in diverse applicazioni.
- Assenza di mercurio.
- Elevato rapporto peso-potenza e protezione elevata contro le perdite.
Densità Energetica e Durata delle Batterie al Litio
Le batterie al litio-metallo come la CR2430 offrono una densità energetica molto elevata, il doppio rispetto alle batterie alcaline premium. Presentano inoltre un’elevata tensione della cella, una caratteristica di scarica piatta, bassa autoscarica, una lunga durata operativa (15-20 anni per il litio tionil cloruro) e un ampio intervallo di temperatura operativa (-60 °C a +85 °C per il litio-diossido di zolfo).
Reazione Chimica e Produzione di Energia
La reazione complessiva nelle celle Li/MnO2 è: Li(s) + MnIVO2(s) ⇌ MnIII O2(Li+) [E° = +3.19 V]. Una batteria elettrica è sostanzialmente una fonte di energia elettrica in corrente continua, convertendo energia chimica immagazzinata in energia elettrica attraverso un processo elettrochimico.
Dimensioni, Peso e Capacità della Batteria CR2430
Le batterie CR2430 (24,5 mm x 3,0 mm) hanno un diametro nominale
di 24,5 millimetri e un’altezza complessiva di 3,0 millimetri. Il loro peso è di soli 4,6 grammi. Grazie alla loro stabilità chimica, mantengono il 90% della capacità originale anche dopo 10 anni. Questa stabilità è il risultato della combinazione di litio e diossido di manganese.
Batterie al Litio Metallico
Le batterie primarie a base di litio metallico, come la CR2430, si distinguono dalle batterie secondarie ricaricabili al litio-ion e al litio-polimero, che non contengono litio metallico. Presentano il tasso di autoscarica più basso e il tempo di conservazione più lungo, fino a 10 anni, anche a temperature fino a 70°C.
Parametri Chiave della Batteria CR2430
- Tensione della Cellula: Per la cellula al litio-diossido di manganese, la tensione della cellula è di 3V. La reazione complessiva è Li(s) + MnIVO2(s) ⇌ MnIII O2(Li+) [E° = +3.19 V].
- Tensione di Taglio: La tensione di taglio è il valore
minimo consentito. Per la batteria CR2430, la tensione nominale è di 3.0 V e la tensione di taglio è di 2.0 V. - Capacità: La capacità coulometrica indica gli Ampere-ora totali disponibili quando la batteria viene scaricata a una certa corrente fino al raggiungimento della tensione di taglio. La CR2430 ha una capacità tipica di circa 320 mAh.
- Tasso di scarica (C-rate): Il C-rate esprime la velocità di scarica o carica della batteria rispetto alla sua capacità massima. Un C-rate di 1C significa che la corrente di scarica scaricherà completamente la batteria in 1 ora.
- Autoscarica: Le batterie si autoscaricano gradualmente anche se non collegate e in assenza di carico. Questo è dovuto a reazioni chimiche “secondarie” che avvengono all’interno della cella anche quando non è applicato alcun carico. Il tasso di autoscarica annuale della batteria CR2430 a temperatura ambiente e umidità normale è inferiore all’1% della capacità nominale.
Chimica delle Batterie al Litio Metallico
Nelle batterie, gli elettroni immagazzinati scorrono solo quando il circuito si chiude, ad esempio inserendo la batteria in un dispositivo acceso. In questo caso, l’attrazione più forte degli elettroni da parte del catodo (ad esempio, diossido di manganese nelle batterie al litio primarie) li attira dall’anodo (litio metallico) attraverso il circuito al catodo. La reazione chimica che si verifica è una reazione redox, dove l’anodo viene ossidato (perde elettroni) e il catodo ridotto (guadagna elettroni).
Vantaggi e Svantaggi delle Batterie al Litio Metallico
I vantaggi includono alta densità energetica, lunga durata, bassa autoscarica e ampio intervallo di temperatura operativa. Gli svantaggi principali sono l’essere non ricaricabili e avere un costo maggiore rispetto ad altri tipi di batterie.
Altri Tipi di Batterie
Esistono numerosi tipi di batterie, classificabili in base alle dimensioni, alla chimica (primarie e secondarie) e all’applicazione. Le batterie variano anche per tensione, come le comuni batterie AA, AAA, C, D e le speciali CR1220, CR2032, ecc.
