Composizione della Batteria<\/h2>\n
Le batterie sono realizzate con una vasta gamma di materiali che determinano capacit\u00e0 e comportamenti diversi nella funzionalit\u00e0 della batteria. I pi\u00f9 comuni sono piombo, nichel, zinco e litio, ognuno con differenti rendimenti e specifici per diversi scopi a seconda delle esigenze. Sono state prodotte molti tipi di celle elettrochimiche con processi chimici e design variabili, inclusi celle galvaniche, celle elettrolitiche, celle a combustibile, celle a flusso e pile voltaiche. Una batteria a cella umida ha un elettrolita liquido. Altri nomi sono cella allagata, poich\u00e9 il liquido copre tutte le parti interne, o cella ventilata, poich\u00e9 i gas prodotti durante il funzionamento possono sfuggire nell’aria. Le celle umide sono state un precursore delle celle a secco e sono comunemente utilizzate come strumento di apprendimento per l’elettrochimica. Una cella a secco utilizza un elettrolita in pasta con solo abbastanza umidit\u00e0 per consentire il flusso di corrente. A differenza di una cella umida, una cella a secco pu\u00f2 funzionare in qualsiasi orientamento senza versare, poich\u00e9 non contiene liquidi liberi, rendendola adatta per apparecchiature portatili. La composizione chimica e materiale delle batterie ne determina le dimensioni, il formato e le prestazioni complessive.<\/p>\n
Catodo<\/h2>\n
Il catodo \u00e8 l’elettrodo positivo o ossidante che acquisisce elettroni dal circuito esterno e si riduce durante una reazione elettrochimica. Nel caso delle batterie al litio, i materiali del catodo sono generalmente costituiti da LiCoO2<\/sub> o LiMn2<\/sub>O4<\/sub>. Per il catodo, \u00e8 importante contenere una grande quantit\u00e0 di litio senza cambiamenti significativi nella struttura, avere una buona stabilit\u00e0 chimica ed elettrochimica con l’elettrolita, essere un buon conduttore elettrico e diffusore di ioni di litio, e avere un costo basso.<\/p>\n Un elettrolita \u00e8 un mezzo contenente ioni che \u00e8 elettricamente conduttivo attraverso il movimento di tali ioni ma non conduce elettroni. L’elettrolita della batteria \u00e8 una soluzione all’interno delle batterie. A seconda del tipo di batteria, pu\u00f2 essere una sostanza liquida o simile a una pasta. La scelta dell’elettrolita in tutte le batterie \u00e8 fondamentale per le prestazioni e la sicurezza. Nelle batterie agli ioni di litio, l’elettrolita \u00e8 tipicamente un sale di litio sciolto in solventi organici. Un buon elettrolita deve avere bassa reattivit\u00e0 con altri componenti della cella, alta conduttivit\u00e0 ionica, bassa tossicit\u00e0, un’ampia finestra di stabilit\u00e0 elettrochimica della tensione (0-5V) e stabilit\u00e0 termica. L’idrossido di potassio acquoso \u00e8 impiegato come elettrolita nelle batterie alcaline basate su nichel-cadmio, nichel-idrogeno e diossido di manganese-zinco.<\/p>\n Un separatore \u00e8 una membrana permeabile posta tra l’an I collettori di corrente sono il componente della batteria responsabile per il trasferimento del flusso di elettroni dagli elettrodi a un circuito esterno. Sono disponibili diversi tipi di collettori di corrente: rete, schiuma e foglio. Per ridurre le dimensioni complessive e migliorare la capacit\u00e0 volumetrica delle celle, si preferiscono lamine metalliche sottili e leggere. I collettori di corrente sono un volume elettrochimicamente inattivo nella cella, ma costituiscono il substrato su cui vengono applicati i materiali elettrochimicamente attivi con un agente conduttore e un legante adesivo. Pertanto, i collettori di corrente devono possedere un’alta conducibilit\u00e0 elettrica per ridurre la resistenza della cella, nonch\u00e9 stabilit\u00e0 chimica a contatto con l’elettrolita liquido nell’intervallo di tensione operativa degli elettrodi.<\/p>\n La batteria alcalina \u00e8 composta da cinque parti: collettore di corrente interno (pin), anodo, separatore, catodo ed elettrolita. L’anodo attivo \u00e8 Zn, con un potenziale standard di elettrodo (SEP) di -0.76 volt, utilizzato come materiale anodico per le batterie. Il separatore, una membrana permeabile, \u00e8 posto tra l’anodo e il catodo, ad esempio un tessuto fibroso non tessuto che separa gli elettrodi. Il materiale attivo del catodo \u00e8 il diossido di manganese, utilizzato principalmente per batterie a secco, come la batteria alcalina e la batteria a carbonio-zinco. L’elettrolita \u00e8 idrossido di potassio acquoso, impiegato nelle batterie alcaline. Il collettore di corrente esterno (can) completa la struttura della batteria alcalina.<\/p>\nElettrolita<\/h2>\n
Separatore<\/h2>\n
\nodo e il catodo di una batteria. La funzione principale del separatore \u00e8 mantenere separati i due elettrodi per prevenire cortocircuiti elettrici, permettendo contemporaneamente il trasporto di portatori di carica ionica necessari a chiudere il circuito durante il passaggio di corrente in una cella elettrochimica. I separatori disponibili commercialmente in celle a elettrolita liquido utilizzano materiali poliolefinici microporosi, come polietilene (PE) o polipropilene (PP). I separatori nelle batterie agli ioni di litio devono essere elettrochimicamente e chimicamente stabili rispetto all’elettrolita e ai materiali degli elettrodi. Si stanno sviluppando separatori funzionali che utilizzano membrane rivestite di MOF per svolgere le doppie funzioni di elettrolita e separatore, a supporto della progettazione di batterie al litio-metallo ad alte prestazioni per sistemi ad alta energia in veicoli elettrici e aerei elettrici.<\/p>\nCollettori di Corrente<\/h2>\n
La Batteria Alcalina<\/h2>\n
![\"Battery](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/anode-component-of-battery-1.png\")
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