Effetto Memoria nelle Batterie
Le batterie elettriche, fonti di energia in corrente continua, convertono l’energia chimica immagazzinata in energia elettrica tramite un processo elettrochimico. Questo fornisce una forza elettromotrice che permette il flusso di correnti 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 tra due elettrodi separati da un elettrolita, sostanza conduttiva ionica ed elettricamente isolante.
Effetto Memoria
L’effetto memoria, noto anche come effetto batteria, è familiare agli utenti di batterie al nichel-cadmio (Ni-Cd) e al nichel-metallo idruro (NiMH). Nei Ni-Cd e NiMH, si manifesta con una riduzione della tensione di lavoro, osservabile nelle curve di scarica quando le batterie subiscono scariche superficiali ripetute per molti cicli; la tensione di scarica sembra memorizzare la profondità di scarica dei cicli precedenti. Questo porta a una riduzione della capacità cellulare pratica a una tensione di taglio fissa e/o a una stima errata dello stato di carica della cellula.
Il vero effetto memoria non esiste se si verifica una delle seguenti condizioni:
- Le batterie raggiungono una piena sovraccarica.
- La scarica non è esattamente la stessa in ogni ciclo, entro il plus o il minus 3%.
- La scarica è inferiore a 1,0 volt per cella.
L’effetto memoria delle batterie NiMH è molto meno evidente rispetto a quelle al nichel-cadmio. Il modo più semplice per eliminarlo è scaricare la batteria fino a 1 Volt per cella (VPC) e poi ricaricarla completamente. Questa procedura può essere ripetuta fino al ripristino della massima capacità energetica della batteria.
Al contrario delle batterie a base di nichel, si ritiene che le batterie agli ioni di litio non abbiano effetto memoria.
Altre Caratteristiche
Per confrontare e comprendere le capacità di ogni batteria, alcuni parametri importanti sono caratteristici di ciascun tipo di batteria. Questi parametri sono di riferimento quando si necessita di una batteria con qualità specifiche, poiché le batterie sono utilizzate in tutti i tipi di dispositivi e per infiniti scopi.
Tensione della Cella
La tensione delle batterie elettriche è creata dalla differenza di potenziale dei materiali che compongono gli elettrodi positivi e negativi nella reazione elettrochimica.
Tensione di Taglio
La tensione di taglio è la tensione minima consentita. Generalmente, definisce lo stato “vuoto” della batteria.
Capacità
La capacità coulometrica è il totale degli Ampere-ora disponibili quando la batteria viene scaricata a una certa corrente di scarica dal 100% dello stato di carica (SOC) alla tensione di taglio.
Tasso di scarica della Batteria
Il tasso di scarica indica la rapidità con cui una batteria può essere scaricata in modo sicuro.
Auto-scarica
Le batterie si auto-scaricano gradualmente anche se non connesse e non forniscono corrente. Ciò è dovuto a reazioni chimiche “laterali” non produttive di corrente che si verificano all’interno della cella anche quando non è applicato alcun carico.
Degradazione
Ogni ciclo di carica-scarica comporta una certa degradazione delle batterie ricaricabili. La degradazione si verifica generalmente perché l’elettrolita migra 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, da una batteria di 100 Ah dalla quale sono stati prelevati 40 Ah, si ha una profondità di scarica del 40%.
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.
