Caratteristiche delle Batterie di Tipo D
Panoramica Generale
Le batterie di tipo D, note anche come batterie R20, sono tra i vari tipi di batterie cilindriche monopila. Di grandi dimensioni, vengono comunemente impiegate in applicazioni di medio consumo, come giocattoli di grandi dimensioni, torce e strumenti musicali. Rispetto alle batterie AA e C, le D hanno una capacità notevolmente superiore. La loro costruzione può avvalersi di diverse chimiche, influenzando così la tensione terminale, la capacità e i tassi pratici di scarica. Tuttavia, i dispositivi progettati per le celle D generalmente accettano tensioni da 1,2 a 1,5 V, salvo specifiche del produttore.
Tipologie di Batterie D
Le batterie D si dividono in:
Batterie primarie: alcaline, al litio metallico, a zinco-carbone, a zinco-cloruro.
Batterie secondarie: NiMH, NiCd.
Queste batterie hanno un diametro nominale di 33,2 millimetri e una lunghezza totale di 61,5 millimetri, con un peso che varia tra i 160 e i 180 grammi. La capacità di una batteria dipende dalla sua chimica cellulare e dal consumo di corrente. Ad esempio, le D alcaline della Duracell hanno una capacità di circa 20.000 mAh con un consumo di 25 mA, ma solo di circa 10.000 mAh con un consumo di 500 mA. Questo effetto è meno pronunciato nelle celle NiMH e quasi inesistente nelle NiCd. Molte celle D ricaricabili comunemente disponibili sono in realtà celle sub-C inserite in un alloggiamento di dimensioni D.
Parametri Caratteristici
Ogni tipo di batteria presenta parametri specifici:
Tensione della Cellula: La tensione delle batterie elettriche è determinata dalla differenza di potenziale dei materiali che compongono gli elettrodi nella reazione elettrochimica. Le alcaline hanno una tensione a circuito aperto di circa 1,5 V, mentre le NiMH comuni hanno 1,2 V.
Tensione di Taglio: La tensione minima consentita, che generalmente definisce lo stato “vuoto” della batteria. Per testare la capacità di una batteria NiMH o NiCd, si utilizza normalmente una tensione di taglio di 1,0 V per cella, mentre per le alcaline si usa 0,9 V.
Capacità: La capacità coulometrica è il totale di Ampere-ore disponibili quando la batteria viene scaricata a una certa corrente dal 100% allo stato di carica (SOC) alla tensione di taglio. Una tipica batteria alcalina o NiMH di dimensioni “D” ha una capacità di circa 10.000 (NiMH) a 15.000 mAh (alcaline).
Tasso-C: 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 esaurirà l
‘intera batteria in 1 ora. Di norma, per ottenere una buona lettura della capacità, le batterie alcaline e agli acidi piombo vengono valutate a un bassissimo 0,05C, o una scarica di 20 ore.
Auto-scarica: Le batterie si auto-scaricano anche quando non sono collegate e non forniscono corrente. Questo è dovuto a reazioni chimiche “laterali” non produttive di corrente che avvengono all’interno della cella anche quando non è applicato alcun carico. Uno dei principali vantaggi delle batterie alcaline è la loro facilità di stoccaggio. Sono chimicamente stabili e presentano un tasso di auto-scarica molto basso, perdendo tipicamente dal 2 al 3 percento della loro carica originale all’anno se conservate a temperatura ambiente (20–30 °C). La batteria NiMH ha anche un’alta auto-scarica, perdendo fino al 20% della sua carica nelle prime 24 ore e successivamente il 10% al mese.
Degradazione: Una certa degradazione delle batterie ricaricabili si verifica ad ogni ciclo di carica-scarica. La degradazione si verifica generalmente perché l’elettrolita migra lontano dagli elettrodi o perché il materiale attivo si stacca dagli elettrodi. La vita utile dei cicli per le batterie NiMH è tipicamente di 700-1.000 cicli.
Altri Tipi di Batterie
Esistono numerose altre tipologie di batterie, ognuna con caratteristiche specifiche. Tra queste si includono:
Batterie di varie dimensioni (AA, AAA, C, CR1220, CR2016, ecc.).
Batterie primarie (alcaline, al litio, a zinco-carbone, ecc.).
Batterie secondarie (lithium-ion, lithium-polymer, NiMH, NiCd, ecc.).
Applicazioni specifiche (batterie per UPS, auto elettriche, motociclette, nautiche, laptop, cellulari, ecc.).
Diverse tensioni (1.2V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V, ecc.).
Conclusione
Le batterie di tipo D rappresentano una soluzione versatile e affidabile per un’ampia gamma di applicazioni. La loro capacità superiore e le diverse opzioni di chimica offrono una grande flessibilità, adattandosi a molteplici esigenze. Conoscere le loro caratteristiche aiuta a scegliere la batteria più adatta a seconda dell’applicazione specifica.
