Caratteristiche delle Batterie Elettriche
Per comprendere e confrontare le capacità delle diverse batterie, è essenziale considerare alcuni parametri fondamentali. Questi parametri sono di riferimento quando si necessita una batteria con qualità specifiche, dato che sono impiegate in un’ampia varietà di dispositivi per svariati scopi. Una batteria elettrica è essenzialmente una fonte di energia elettrica in corrente continua (DC). Converte l’energia chimica immagazzinata in energia elettrica attraverso un processo elettrochimico, fornendo una forza elettromotrice che permette il flusso di corrente nei circuiti elettrici ed elettronici. Una batteria tipica è composta da una o più celle voltaiche.
Il principio fondamentale di una cella elettrochimica è la reazione redox spontanea che avviene in due elettrodi separati da un elettrolita, una sostanza conduttiva ionica e isolante elettrica.
Tensione della Cella
La tensione delle batterie elettriche è generata dalla differenza di potenziale dei materiali che compongono gli elettrodi positivo e negativo nella reazione elettrochimica.
Tensione di Cut-off
La tensione di cut-off è la tensione minima consentita. Generalmente, definisce lo stato di “scarico” della batteria.
Capacità
La capacità coulometrica è la quantità totale di Ampere-ora disponibili quando la batteria viene scaricata con una corrente di scarica specifica dal 100% dello stato di carica (SOC) alla tensione di cut-off.
Velocità di Scarica (C-rate)
Il C-rate è usato per esprimere la velocità con cui una batteria viene scaricata o caricata rispetto alla sua capacità massima. Si misura in h-1. Un C-rate di 1C significa che la corrente di scarica esaurirà l’intera batteria in 1 ora.
Autoscarica
Le batterie si autoscaricano gradualmente anche se non sono collegate e non erogano corrente. Questo è dovuto a reazioni chimiche “secondarie” non produttive di corrente che si verificano all’interno della cella anche in assenza di carico.
Degradazione
Ogni ciclo di carica-scarica comporta una certa degradazione delle batterie ricaricabili. La degradazione si verifica generalmente a causa della migrazione dell’elettrolita lontano dagli elettrodi o perché il materiale attivo si stacca dagli elettrodi.
Profondità di Scarica
La profondità di scarica è una misura di quanta energia è stata prelevata da una batteria ed è espressa come percentuale della capacità totale. Ad esempio, una batteria da 100 Ah dalla quale sono stati prelevati 40 Ah ha subito una profondità di scarica del 40% (DOD).
Stato di Carica
Lo stato di carica si riferisce alla quantità di carica in una batteria rispetto ai suoi stati predefiniti di “pieno” e “vuoto”, ovvero la quantità di carica in Ampere-ora rimanente nella batteria.
