Caratteristiche delle Batterie AA
Introduzione
Le batterie AA rappresentano uno dei tipi più comuni di batterie cilindriche monouso. Queste sono ampiamente utilizzate in dispositivi elettronici portatili. Esistono diverse chimiche impiegate nella loro costruzione, influenzando così tensione terminale, capacità e tassi di scarica pratici; tuttavia, i dispositivi progettati per celle AA solitamente accettano tensioni da 1.2 a 1.5 V, a meno che non sia diversamente specificato dal produttore.
Tipi di Batterie AA
Le batterie AA si dividono in due categorie principali:
- Primarie: alcaline, al litio, a base di zinco-carbone, zinco-cloruro.
- Secondarie: NiMH, NiCd.
Parametri Caratteristici
Per confrontare e comprendere le capacità di ciascuna batteria, alcuni parametri sono fondamentali:
Tensione delle Celle
La tensione delle batterie elettriche è generata dalla differenza di potenziale dei materiali che compongono gli elettrodi positivi e negativi nella reazione elettrochimica. Le batterie alcaline presentano una tensione a circuito aperto di circa 1.5 V, mentre per le NiMH è comune 1.2V.
Tensione di Cutoff
La tensione di cutoff è il valore minimo consentito e definisce generalmente lo stato “vuoto” della batteria. Per testare la capacità di una batteria NiMH o NiCd, si utilizza una tensione di cutoff di 1.0 V per cella, mentre per le alcaline è normalmente 0.9 V.
Capacità
La capacità coulometrica è il totale degli Ampere-ora disponibili quando la batteria viene scaricata a una certa corrente dal 100% di stato di carica (SOC) alla tensione di cutoff. Le batterie alcaline o NiMH in formato “AA” standard hanno circa 2000 a 3000 mAh (o 2 a 3 Ah).
Tasso di C
Il tasso di C è utilizzato per esprimere la velocità di scarica o carica di una batteria rispetto alla sua capacità massima, con
unità h-1. Un tasso di 1C significa che la corrente di scarica svuoterà l’intera batteria in 1 ora. Di solito, per ottenere una lettura della capacità ragionevolmente accurata, i produttori valutano le batterie alcaline e a piombo acido a un tasso molto basso di 0.05C, ovvero una scarica di 20 ore.
Autoscarica
Le batterie si autoscaricano gradualmente anche se non collegate e non erogano corrente. Questo a causa di reazioni chimiche “secondarie” che avvengono all’interno della cella anche quando non è applicato alcun carico. Un vantaggio principale delle batterie alcaline è la loro facile conservazione, grazie alla loro stabilità chimica e al bassissimo tasso di autoscarica. Le batterie alcaline tipicamente perdono il 2-3% della loro carica originaria all’anno quando conservate a temperatura ambiente (20–30 °C). La batteria NiMH ha un’alta autoscarica e può perdere fino al 20% della sua carica nelle prime 24 ore e successivamente il 10% al mese.
Degradazione
Una certa degradazione delle batterie ricaricabili avviene ad ogni ciclo di carica-scarica. Questa di solito si verifica a causa della migrazione dell’elettrolita lontano dagli elettrodi o perché il materiale attivo si stacca dagli elettrodi. Il ciclo di vita per le batterie NiMH è tipicamente di 700-1,000 cicli di vita.
Altri Tipi di Batterie
Oltre alle AA, esistono numerosi altri tipi di batterie, classificabili per dimensione, formato, chimica e applicazione. Ecco un riepilogo:
Dimensioni
- Batterie AA, AAA, AAAA, C, D.
- Batterie a bottone come CR1220, CR1620, CR1632, CR1616, CR2016, CR2032, CR2025, CR2430, CR2450, CR123, CR2, CR132a.
- Batterie di formati speciali come LR1130, LR41, LR44, A23, A13.
- Batterie di grandi dimensioni come 18650, 21700.
Chimica
- Primarie: alcaline, metallo al litio, zinco-carbone, zinco-cloruro, ossido d’argento, aria-zinco.
- Secondarie: ioni di litio, polimero di litio, ossido di cobalto di litio, ossido di manganese di litio, LiFePo4, NMC, NCA, NiMH, NiCd, piombo-acido, SLI, batterie a trazione, AGM, gel.
Applicazioni
- Batterie per UPS, auto elettriche, auto a 12V – SLI, moto, marine.
- Batterie per laptop, telefoni cellulari, sistemi di stoccaggio di energia elettrochimica.
- Batterie speciali, batterie a flusso.
Voltaggi
- Batterie da 1.2V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V.
Comprendere queste caratteristiche permette di scegliere la batteria più adatta per ogni esigenza, garantendo il miglior rendimento possibile per i dispositivi elettronici portatili.
