{"id":81166,"date":"2024-01-14T13:10:18","date_gmt":"2024-01-14T13:10:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/composizione-della-batteria-agli-ioni-di-litio-anodo-catodo-ed-elettrolita\/"},"modified":"2024-01-23T12:16:20","modified_gmt":"2024-01-23T12:16:20","slug":"composizione-della-batteria-agli-ioni-di-litio-anodo-catodo-ed-elettrolita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/it\/composizione-della-batteria-agli-ioni-di-litio-anodo-catodo-ed-elettrolita\/","title":{"rendered":"Composizione della batteria agli ioni di litio | Anodo, catodo ed elettrolita"},"content":{"rendered":"<h2>Composizione delle Batterie agli Ioni di Litio<\/h2>\n<p>Le batterie agli ioni di litio, note anche come batterie Li-ion, sono un tipo di batteria secondaria (ricaricabile) composta da celle in cui gli ioni di litio si muovono dall&#8217;anodo attraverso un elettrolita verso il catodo durante la scarica e viceversa durante la carica.<\/p>\n<h2>Il Catodo<\/h2>\n<p>Il catodo \u00e8 realizzato con un materiale composito (un composto di litio intercalato) e definisce il nome della cella della batteria Li-ion. I materiali pi\u00f9 comuni per il catodo sono il LiCoO<sub>2<\/sub> o il LiMn<sub>2<\/sub>O<sub>4<\/sub>. Questi materiali devono essere capaci di trattenere una grande quantit\u00e0 di litio senza subire significativi cambiamenti nella struttura, avere una buona stabilit\u00e0 chimica ed elettrochimica con l&#8217;elettrolita, essere buoni conduttori elettrici e diffusori di ioni di litio, e avere un costo contenuto.<\/p>\n<h2>L&#8217;Anodo<\/h2>\n<p>L&#8217;anodo \u00e8 generalmente realizzato in grafite litia porosa (LixC<sub>6<\/sub>). La grafite litia ha una struttura a celle unitarie con una configurazione esagonale compatta (HCP). Nuovi materiali basati su silicone e altre miscele elementari sono in fase di ricerca. L&#8217;anodo rilascia elettroni al circuito esterno e si ossida durante la reazione elettrochimica.<\/p>\n<h2>Separatore<\/h2>\n<p>Un separatore \u00e8 una membrana permeabile posizionata tra l&#8217;anodo e il catodo di una batteria. La sua funzione principale \u00e8 mantenere separati i due elettrodi per prevenire cortocircuiti elettrici, consentendo al contempo il trasporto dei portatori di carica ionica necessari per chiudere il circuito durante il passaggio di corrente in una cellula elettrochimica. I separatori in Li-ion devono essere elettrochimicamente e chimicamente stabili rispetto all&#8217;elettrolita e ai materiali degli elettrodi.<\/p>\n<h2>Elettrolita<\/h2>\n<p>La scelta dell&#8217;elettrolita in tutte le batterie \u00e8 critica per le prestazioni e la sicurezza. La maggior parte degli elettroliti utilizzati nelle batterie agli ioni di litio commerciali sono soluzioni non acquose, in cui il sale di esaflofosfato di litio (LiPF<sub>6<\/sub>) \u00e8 sciolto in carbonati organici, in particolare miscele di carbonato di etilene (EC) con carbonato di dimetile (DMC), carbonato di propilene (PC), carbonato di dietile (DEC) e\/o carbonato<\/p>\n<p>di etile metile (EMC). Un buon elettrolita deve avere bassa reattivit\u00e0 con altri componenti della cella, alta conduttivit\u00e0 ionica, bassa tossicit\u00e0, una vasta finestra di stabilit\u00e0 elettrochimica di tensione (0-5V) e stabilit\u00e0 termica.<\/p>\n<h2>Litio-ion vs Litio-polimero<\/h2>\n<p>Una distinzione importante \u00e8 tra le batterie agli ioni di litio (Li-ion) e quelle al litio-polimero (LiPo). Mentre le batterie Li-ion usano un elettrolita liquido a base di sale di litio in solvente organico, le batterie LiPo impiegano un elettrolita polimerico solido (SPE), come ossido di polietilene (PEO), acrilonitrile poliacrilico (PAN), metacrilato di polimetile (PMMA) o fluoruro di polivinilidene (PVdF). Le batterie LiPo offrono energie specifiche pi\u00f9 elevate rispetto ad altre batterie al litio, risultando ideali in sistemi dove il peso \u00e8 un fattore cruciale, come dispositivi mobili, droni e alcuni veicoli elettrici.<\/p>\n<h2>Tipologie Comuni di Celle<\/h2>\n<p>Tra le pi\u00f9 comuni tipologie di celle Li-ion vi \u00e8 la batteria 18650, usata in numerosi computer portatili, utensili elettrici senza fili, alcune auto elettriche, monopattini elettrici, biciclette elettriche, power bank portatili e torce a LED. Queste batterie hanno una tensione nominale di 3,7 V.<\/p>\n<h2>Caratteristiche delle Batterie agli Ioni di Litio<\/h2>\n<p>Le batterie Li-ion, in generale, presentano una densit\u00e0 energetica elevata, assenza di effetto memoria e bassa autoscarica. Le caratteristiche di chimica, prestazioni, costo e sicurezza variano a seconda dei tipi di batterie agli ioni di litio. Nell&#8217;elettronica portatile, si utilizzano prevalentemente batterie al litio-polimero, con un catodo in ossido di cobalto di litio (LiCoO<sub>2<\/sub>) e un anodo in grafite, che offrono un&#8217;elevata densit\u00e0 energetica.<\/p>\n<h2>Considerazioni sulla Sicurezza<\/h2>\n<p>\u00c8 importante distinguere le batterie primarie al litio non ricaricabili (come le celle a bottone CR2032 3V) dalle batterie agli ioni di litio o litio-polimero ricaricabili. Le batterie primarie contengono litio metallico, a differenza delle batterie agli ioni di litio. La sicurezza rimane un aspetto cruciale, in particolare il rischio di cortocircuito e fuga termica, che richiede un attento design e monitoraggio delle celle.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/lithium-ion-battery-composition.png\" alt=\"Composition of Lithium-ion Battery\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/electric-battery\/composition-of-lithium-ion-battery\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Una tipica batteria agli ioni di litio contiene: il catodo in LiCoO2, l&#8217;anodo in grafite litiata, il separatore e i collettori di carica.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3147,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-81166","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-non-categorizzato","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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