Di Edwin Thomas | Aggiornato il 30 agosto 2022
Una batteria è un dispositivo elettrochimico che genera elettricità attraverso reazioni chimiche controllate tra un anodo, un catodo e un elettrolita. In tutti i tipi comuni, compresi quelli al piombo e agli ioni di litio, l'anodo è il terminale positivo e il catodo è il terminale negativo. L'elettrolita facilita il trasporto degli ioni; senza di esso gli elettrodi andrebbero in cortocircuito.
Le batterie al piombo utilizzano piastre di piombo e biossido di piombo rispettivamente per l'anodo e il catodo, collegati da un elettrolita di acido solforico diluito (~33% H₂SO₄). Durante la scarica, gli elettrodi vengono gradualmente convertiti in solfato di piombo; la ricarica inverte questa conversione, ripristinando la composizione originale.
Le celle agli ioni di litio utilizzano un anodo di grafite e un catodo realizzati con materiali quali ossido di litio cobalto, fosfato di litio ferro o ossido di litio manganese. L'elettrolita è una soluzione di sale di litio in un solvente organico. La ricarica inverte la migrazione del litio che avviene durante la scarica.
Le batterie al piombo sono uno dei modelli ricaricabili più antichi, risalenti alla metà del XIX secolo. Hanno un basso rapporto energia/peso, il che si traduce in zaini grandi e pesanti per la potenza che forniscono. Tuttavia, il loro elevato rapporto picco-peso li rende ideali per applicazioni che richiedono un'improvvisa esplosione di potenza, come gli avviatori automobilistici. I costi di produzione sono bassi, ma richiedono tempi di ricarica lunghi e non sono adatti a carichi costanti e a bassa potenza.
Rispetto alle batterie al piombo-acido, le batterie agli ioni di litio offrono un rapporto potenza-peso e potenza-volume superiore, consentendo la realizzazione dei dispositivi sottili e di lunga durata su cui facciamo affidamento oggi. Alcuni prodotti chimici possono anche fornire un'elevata capacità di picco. I compromessi sono costi di produzione più elevati e una graduale perdita di capacità nel tempo, anche quando la batteria è inattiva. Un tipico pacco al piombo può mantenere le prestazioni per diversi anni, mentre la maggior parte delle batterie agli ioni di litio di consumo si deteriora notevolmente dopo uno o due anni.
La scelta tra piombo-acido e ioni di litio dipende dall'applicazione:gli avviatori pesanti beneficiano delle prestazioni di picco dell'acido di piombo e del basso costo, mentre i dispositivi elettronici portatili richiedono la leggerezza e la longevità degli ioni di litio. Comprendere la chimica di base ti aiuta ad abbinare la batteria giusta alle tue esigenze.
