Tipi di Batterie al Piombo-Acido
Le batterie al piombo-acido sono accumulatori secondari (ricaricabili) composti da un involucro, due piastre di piombo o gruppi di piastre, una delle quali funge da elettrodo positivo e l’altra da elettrodo negativo, e un riempimento di acido solforico (H2SO4) al 37% come elettrolita. Esistono quattro tipi principali di batterie al piombo-acido: la batteria SLI, la batteria a ciclo profondo, la batteria AGM e la batteria al gel.
Classificazione delle Batterie al Piombo-Acido
Le batterie al piombo-acido possono essere divise in due gruppi principali:
Batteria VLA (batteria al piombo-acido ventilata): Questa è una batteria con elettrolita inondato o ventilato, dove gli elettrodi sono immersi in eccesso di elettrolita liquido. Le batterie VLA si suddividono in:
Trazione o ciclo profondo: Progettate per fornire una scarica costante e piccola per lunghi periodi, sono meno soggette a degrado dovuto al ciclismo e sono necessarie per applicazioni in cui le batterie sono scaricate regolarmente, come nei sistemi fotovoltaici e nei veicoli elettrici.
Batteria SLI (avviamento, illuminazione e accensione): Progettate per erogare la massima corrente in breve tempo, mantenendo costante la tensione, quindi hanno una bassa resistenza interna. Queste batterie hanno una buona durata in condizioni di ciclo poco profondo ma una vita molto breve in cicli profondi (circa 12-15 cicli).
Batteria VRLA (batteria al piombo-acido regolata da valvola): È sigillata o regolata da una valvola dove l’elettrolita è immobilizzato in un separatore assorbente o in un gel. Ci sono due tipi principali di batterie VRLA:
AGM (Absorbent Glass Mat): Una batteria AGM al piombo-acido è un tipo di batteria VRLA che ha piccoli canali di gas nell’elettrolita. Le batterie in matrice di vetro assorbente offrono maggiore potenza e densità energetica, nonché una vita di ciclo più lunga rispetto alle batterie al piombo-acido inondato e senza manutenzione.
Cella a Gel (batteria al gel): Una batteria al gel moderna è una batteria VRLA con elettrolita gelificato. Le batterie al gel riducono l’evaporazione e il trabocco dell’elettrolita (e i conseguenti problemi di corrosione) comuni alle batterie a cella umida e offrono una maggiore resistenza agli urti e alle vibrazioni.
Chimica delle Batterie al Piombo-Acido
Il principio di funzionamento della batteria al piombo-acido può essere illustrato dai processi chimici che avvengono durante la carica e la scarica. Durante la scarica, avviene il processo Pb + SO42- → PbSO4 + 2e– all’anodo. Il piombo viene ossidato con l’elettrolita in solfato di piombo, rilasciando due elettroni. Anche al catodo si forma solfato di piombo con PbO2 + SO42- + 4H+ +2e– → PbSO4 + 2H2O. Durante la carica, i processi avvengono in direzione opposta, ossidando il solfato di piombo formatosi in piombo e ossido di piombo ridotto. 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 fuoriescono e si perdono. Le batterie sigillate hanno catalizzatori (Pd, Pt) sopra la valvola dove il gas ossidrogeno può ricombinarsi in acqua.
Altri Tipi di Batterie
Segue un elenco che riassume i notevoli tipi di batterie elettriche composte da una o più celle elettrochimiche:
Classificazione per Dimensione e Formato: Batterie AA, AAA, AAAA, C, D, cr1220, cr1620, cr1632, cr1616, cr2016, cr2032, cr2025, cr2430, cr2450, cr123, cr2, cr132a, lr1130, lr41, lr44, A23, a13, 18650, 21700.
Chimica:
Batteria Primaria: alcalina, al litio metallo, zinco-carbone, zinco-cloruro, ossido d’argento, zinco-aria.
Batteria Secondaria: ioni di litio, polimero di litio, ossido di cobalto di litio, ossido di manganese di litio, batteria LiFePo4, batteria NMC, batteria NCA, NiMH, NiCd, piombo-acido.
Applicazioni: Batteria UPS, batteria per auto elettriche, batteria per auto 12V – SLI, batteria per motociclette, batteria marina, batteria per laptop, batteria per cellulare, stoccaggio di energia elettrochimica, batteria speciale, batteria a flusso.
Voltaggi: Batteria 1.2V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V.
