Batterie SLI: Definizione e Caratteristiche
Le batterie SLI, acronimo di Starting, Lighting, Ignition (Avviamento, Illuminazione, Accensione), sono progettate per fornire la massima corrente in un breve lasso di tempo, mantenendo costante la tensione. Questo implica una resistenza interna molto bassa. Tali batterie vantano una buona durata in condizioni di cicli poco profondi, ma si deteriorano rapidamente sotto cicli profondi, con una vita utile di circa 12-15 cicli. Cambiamenti di temperatura durante le scariche possono influenzarne peso, design e forma. Le batterie SLI sono comunemente utilizzate per avviare veicoli a diesel e a benzina.
Altri Tipi di Batterie al Piombo-acido
Esistono due principali gruppi di batterie al piombo-acido:
- Batterie VLA (Vented Lead-Acid): Queste batterie a elettrolita inondato o ventilato hanno gli elettrodi immersi in un eccesso di elettrolita liquido. Si suddividono in tre categorie:
- Trazione o ciclo profondo: Progettate per scariche costanti e prolungate, meno suscettibili alla degradazione dovuta ai cicli. Sono impiegate in sistemi fotovoltaici e veicoli elettrici.
- Batterie SLI: Come sopra descritto.
- Batterie VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid): Sono sigillate o regolate da una valvola, con l’elettrolita immobilizzato in un separatore assorbente o in gel.
Batterie AGM e Gel
Le batterie VRLA si dividono in:
- AGM (Absorbent Glass Mat): Questo tipo di batteria VRLA ha piccoli canali di gas nell’elettrolita. Le batterie AGM hanno maggiore densità di potenza ed energia, e una vita ciclica più lunga rispetto alle tradizionali batterie al piombo-acido inondato.
- Batterie a Gel: Le moderne batterie a gel sono VRLA con elettrolita gelificato. Riducono l’evaporazione e lo sversamento dell’elettrolita, comuni nelle batterie a cella umida, offrendo maggiore resistenza a shock e vibrazioni.
Chimica delle Batterie al Piombo-acido
Il principio di funzionamento delle batterie al piombo-acido può essere illustrato dai processi chimici che avvengono durante la carica e scarica. Durante la scarica, all’anodo avviene il processo Pb + SO42- → PbSO4 + 2e-, ossidando il piombo con l’elettrolita in solfato di piombo e rilasciando due elettroni. Al catodo si forma solfato di piombo attraverso la reazione PbO
2 + SO42- + 4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O, riducendo l’ossido di piombo. La formazione di solfato di piombo si deposita sugli elettrodi e, in parte, sul fondo dell’involucro. Poiché l’acido solforico viene utilizzato durante la scarica, lo stato di carica (SoC) può essere determinato misurando la densità dell’elettrolita.
Durante la ricarica, i processi avvengono in direzione opposta, cosicché il solfato di piombo formatosi durante la scarica viene ossidato in piombo e ridotto in ossido di piombo. Se il solfato di piombo viene completamente consumato e il processo di carica non viene interrotto, inizia l’elettrolisi dell’elettrolita. La sovraccarica con alte tensioni di carica genera gas di ossigeno e idrogeno per elettrolisi dell’acqua, che si disperde. Le batterie sigillate hanno catalizzatori (Pd, Pt) sopra la valvola dove il gas di ossidrogeno può ricombinarsi in acqua. La tensione della cella risultante può essere determinata dalla serie galvanica. La tensione totale della reazione redox è quindi: E0 = 1.68V – ( – 0.36V) = 2.04V.
Conclusioni
Le batterie SLI svolgono un ruolo cruciale nell’avviamento e nel funzionamento dei veicoli moderni. La loro efficienza e durata, insieme alle varianti come le batterie VLA e VRLA, rappresentano importanti sviluppi nella tecnologia delle batterie al piombo-acido. La comprensione della loro chimica e funzionamento aiuta a ottimizzare il loro utilizzo e manutenzione, garantendo prestazioni ottimali e durata prolungata.
