Composizione e Funzionamento<\/h2>\n
Una batteria al piombo-acido si compone di un elettrodo negativo in piombo spugnoso o poroso, e un elettrodo positivo in ossido di piombo, immersi in una soluzione elettrolitica di acido solforico e acqua. Un diaframma elettricamente isolante ma chimicamente permeabile separa gli elettrodi, prevenendo cortocircuiti attraverso l’elettrolita. La tensione nominale per cella \u00e8 di circa 2V, variando tra 1,75 V e 2,4V a seconda dello stato di carica (SoC) e della corrente di carica o scarica.<\/p>\n
Tipologie e Applicazioni<\/h2>\n
Esistono due gruppi principali di batterie al piombo-acido:
\n1. VLA (vented lead-acid battery), con elettrolita in eccesso e ventilazione.
\n2. VRLA (valve-regulated lead-acid battery), sigillata o regolata da valvola, con elettrolita immobilizzato in un separatore assorbente o in gel.
\nLe batterie VLA si dividono ulteriormente in:<\/p>\n
Trazione o ciclo profondo: adatte per scariche costanti e prolungate.
\nSLI: progettate per fornire corrente massima in breve tempo.
\nLe VRLA includono:<\/p>\n
AGM (Absorbent Glass Mat): con canali gassosi nell’elettrolita.
\nGel: con elettrolita gelificato per ridurre evaporazione e fuoriuscite.<\/p>\n
Chimica e Ciclo di Vita<\/h2>\n
Durante la scarica, il piombo e l’ossido di piombo reagiscono con l’acido solforico formando solfato di piombo. La ricarica inverte questi processi. Le batterie al piombo-acido hanno efficienze coulombiche dell’85% e rendimenti energetici dell’ordine del 70%. Tuttavia, sono sensibili ai cicli di scarica profonda e presentano una densit\u00e0
\nenergetica specifica relativamente bassa a causa dell’alta densit\u00e0 del piombo.<\/p>\n
Vantaggi e Svantaggi<\/h2>\n
Le batterie al piombo-acido offrono numerosi vantaggi, tra cui bassi costi di produzione e alti livelli di corrente di picco, rendendole comuni in applicazioni dove la capacit\u00e0 (superiore a circa 10 Ah) \u00e8 pi\u00f9 importante del peso e della maneggevolezza. Tuttavia, presentano anche alcuni svantaggi, come la sensibilit\u00e0 ai cicli di scarica profonda e una densit\u00e0 energetica specifica bassa. Inoltre, il processo di ricarica \u00e8 lento e necessita di un algoritmo di limitazione di corrente e tensione.<\/p>\n
Caratteristiche Tecniche<\/h2>\n
Le batterie al piombo-acido presentano diverse caratteristiche tecniche importanti:
\n– Tensione di cella:<\/b> La tensione comune per le batterie automobilistiche \u00e8 di 12 volt (DC), composta da sei celle da 2V.
\n– Tensione di taglio:<\/b> Il valore minimo tollerabile \u00e8 generalmente di 11.6 volt.
\n– Capacit\u00e0:<\/b> La capacit\u00e0 coulometrica varia in base alla corrente di scarica, con una media di circa 70 Ah per le batterie automobilistiche.
\n– Tasso di auto-scarica:<\/b> Le batterie al piombo-acido si autodischiaricano gradualmente, con un tasso stimato del 5% al mese a temperature moderate.
\n– Profondit\u00e0 di scarica (DOD):<\/b> Misura la quantit\u00e0 di energia prelevata rispetto alla capacit\u00e0 totale della batteria.<\/p>\nConclusione<\/h2>\n
Le batterie al piombo-acido, nonostante alcune limitazioni, rimangono una scelta popolare per molteplici applicazioni grazie alla loro affidabilit\u00e0, costi contenuti e capacit\u00e0 di erogare elevate correnti di picco. La loro versatilit\u00e0 le rende essenziali in numerosi contesti industriali e automobilistici, nonostante l’emergere di tecnologie di batterie pi\u00f9 avanzate.<\/p>\n
![\"Lead-acid](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/lead-acid-battery-composition-1.png\")
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