Vantaggi e Svantaggi delle Batterie Alcaline
Introduzione alla Batteria Alcalina
Una batteria alcalina (codice IEC: L) è un tipo di batteria primaria che fornisce corrente elettrica diretta dalla reazione elettrochimica tra zinco e biossido di manganese (MnO2) in presenza di un elettrolita alcalino. Questa batteria prende il nome dall’elettrolita alcalino di idrossido di potassio (KOH), a differenza degli elettroliti acidi come cloruro di ammonio (NH4Cl) o cloruro di zinco (ZnCl2) delle batterie a base di zinco-carbone. Anche altri sistemi di batterie utilizzano elettroliti alcalini, ma differiscono per i materiali attivi degli elettrodi. La batteria alcalina primaria è ampiamente utilizzata per alimentare diversi dispositivi portatili, come utensili elettrici, radio, giocattoli e telecomandi, con il formato AA tra i più comuni.
Vantaggi delle Batterie Alcaline
Le batterie alcaline hanno una densità energetica superiore rispetto alle celle secondarie ricaricabili. La loro alta energia specifica, lunghi tempi di conservazione (bassa autoscarica) e prontezza all’uso rappresentano vantaggi significativi. Sono spesso la scelta migliore per applicazioni a basso consumo. Possono essere trasportate in luoghi remoti e utilizzate immediatamente anche dopo lunghi periodi di stoccaggio; inoltre, sono facilmente reperibili e rispettose dell’ambiente quando smaltite.
Svantaggi delle Batterie Alcaline
Il principale svantaggio delle batterie alcaline è che sono non ricaricabili. Un altro svantaggio è il loro basso tasso di C (C-rate), che anche per i tipi ad alta corrente è considerato basso rispetto alle batterie ricaricabili. Inoltre, sono meno ecologiche rispetto alle batterie ricaricabili. L’uso di batterie primarie comporta la produzione di un grande quantitativo di batterie esauste da riciclare. Per le batterie di grandi dimensioni, le batterie primarie generalmente non sono convenienti dal punto di vista economico.
Caratteristiche delle Batterie Alcaline
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 una batteria con qualità specifiche.
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. La tensione prodotta da ciascuna cella al litio-ionico è di circa 3,6 volt, superiore a quella delle celle alcaline standard, nickel-cadmio e nickel-metallo idruro, che si aggira intorno a 1,5 volt.
Tensione di Taglio
La tensione di taglio è la tensione minima consentita. Generalmente, questa tensione definisce lo stato di “vuoto” della batteria. Quando si testa la capacità di una batteria NiMH o NiCd, si utilizza normalmente una tensione di taglio di 1,0 V per cella, mentre per una cella alcalina si usa normalmente 0,9 V.
Capacità
La capacità coulometrica è il totale di Ampere-ore disponibili quando la batteria viene scaricata con una certa corrente di scarica dal 100% dello stato di carica (SOC) alla tensione di taglio. Una tipica batteria alcalina o NiMH nel formato standard “AA” ha circa 2000 a 3000 mAh (o 2 a 3 Ah).
Tasso di C della Batteria
Per ottenere una lettura di capacità ragionevolmente buona, i produttori comunemente classificano le batterie alcaline e al piombo acido con un tasso di C molto basso, 0,05C, o una scarica di 20 ore.
Autoscarica
Le batterie si autoscaricano gradualmente anche se non 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. Le batterie alcaline hanno un tasso di autoscarica molto basso, tipicamente dichiarato dai produttori essere del 2–3% all’anno.
Conclusione
Le batterie alcaline rappresentano una scelta affidabile per molti dispositivi portatili, offrendo un buon equilibrio tra costi, disponibilità e prestazioni. Tuttavia, la loro natura non ricaricabile e l’impatto ambientale dovrebbero essere considerati nell’uso quotidiano.
