Spieghiamo cos'è una batteria e come funziona questo dispositivo. Inoltre, i tipi di batterie esistenti e cos'è una batteria.
Che cos'è una batteria?
Una batteria elettrica, detta anche batteria elettrica o accumulatore, è un dispositivo costituito da celle elettrochimiche in grado di convertire la energia chimica dentro in energia elettrica. Pertanto, le batterie generano corrente continua e, in questo modo, servono ad alimentare diversi circuiti elettrici, a seconda della loro dimensione e potenza.
Le batterie sono state completamente incorporate nella nostra vita quotidiana sin dalla loro invenzione nel 19° secolo e la loro commercializzazione di massa nel 20°. Lo sviluppo delle batterie va di pari passo con il progresso tecnologico dell'elettronica. Telecomandi, orologi, computer Di tutti i tipi, i telefoni cellulari e un enorme gruppo di gadget contemporanei utilizzano le batterie come fonte di energia elettrica, quindi sono fabbricati con varie potenze.
Le batterie hanno una capacità di carica determinata dalla natura della loro composizione e che si misura in amperora (Ah), il che significa che la batteria può erogare un ampere di corrente per un'ora continuativa. Maggiore è la sua capacità di carica, più corrente può immagazzinare all'interno.
Infine, il breve ciclo di vita della maggior parte delle batterie commerciali le ha rese un potente inquinante di acque sì suoli, dato che una volta terminato il loro ciclo di vita non possono essere né ricaricate né riutilizzate, e vengono scartate. Dopo aver arrugginito la copertura metallica, le batterie si scaricano al ambiente il suo contenuto chimico e alterare la sua composizione e pH.
Come funziona una batteria?
Il principio fondamentale di una batteria consiste nelle reazioni di ossidoriduzione (redox) di certo sostanze chimiche, uno dei quali perde elettroni (si ossida) mentre l'altro acquista elettroni (riduce), potendo ritornare alla sua configurazione iniziale date le condizioni necessarie: l'applicazione di elettricità (carica) o chiudendo il circuito (scarica).
Le batterie contengono celle chimiche che hanno un polo positivo (anodo) e un polo negativo (catodo), nonché elettroliti che consentono il flusso elettrico verso l'esterno. Queste celle convertono l'energia chimica in energia elettrica, attraverso un processo reversibile o irreversibile, a seconda del tipo di batteria, che, una volta completata, esaurisce la sua capacità di ricevere Energia. In questo, si distinguono due tipi di cellule:
- Primario. Quelli che, una volta avvenuta la reazione, non possono tornare allo stato originario, esaurendo così la loro capacità di immagazzinare corrente elettrica. Sono anche chiamate batterie non ricaricabili.
- Liceo. Quelli che possono ricevere un'applicazione di energia elettrica per ripristinare la loro composizione chimica originale e possono essere utilizzati numerose volte prima di esaurirsi completamente. Sono anche chiamate batterie ricaricabili.
Tipi di batteria
Esistono molti tipi di batterie, a seconda degli elementi utilizzati nella loro fabbricazione, come ad esempio:
- Batterie alcaline. Comunemente usa e getta. Usano l'idrossido di potassio (KOH) come elettrolita. Il reazione chimica che produce energia avviene tra zinco (Zn, anodo) e biossido di manganese (MnO2, catodo). Sono batterie estremamente stabili, ma di breve durata.
- Batterie al piombo. Comune in veicoli e motocicli. Sono batterie ricaricabili che una volta caricate hanno due elettrodi di guida: un catodo di biossido di piombo (PbO2) e un anodo di piombo spugnoso (Pb). L'elettrolita utilizzato è acido solforico (H2SO4) in soluzione acquosa. Quando la batteria è scarica, invece, il piombo si presenta sotto forma di solfato di piombo (II) (PbSO4) depositato su piombo metallico (Pb). Quindi, durante la carica iniziale, il PbSO4 viene ridotto a Pb su piastre negative e PbO2 si forma su quelle positive. In questo processo, il piombo viene ossidato e ridotto allo stesso tempo. D'altra parte, durante la scarica, il PbO2 viene ridotto a PbSO4 e il Pb viene ossidato per produrre anche PbSO4. Questi due processi possono essere ripetuti ciclicamente fino a quando i cristalli di PbSO4 diventano troppo grandi per perdere reattività chimica. Questo è il caso in cui si dice colloquialmente che la batteria è stata solfatata e deve essere sostituita con una nuova.
- batterie nichel. Costo molto contenuto ma prestazioni pessime, sono tra le prime ad essere prodotte nella storia. A loro volta, hanno dato origine a nuove batterie come:
- Nichel-ferro (Ni-Fe). Consistevano in sottili tubi avvolti da fogli di acciaio nichelato. Sulle piastre positive avevano idrossido di nichel (III) (Ni (OH) 3) e sulle piastre negative ferro (Fe). L'elettrolita utilizzato è l'idrossido di potassio (KOH). Sebbene la loro durata fosse molto lunga, furono interrotti a causa delle loro basse prestazioni e dei costi elevati.
- Nichel-cadmio (Ni-Cd). Sono composti da un anodo di cadmio (Cd) e un catodo di idrossido di nichel (III) (Ni (OH) 3) e idrossido di potassio (KOH) come elettrolita. Questi accumulatori sono perfettamente ricaricabili, ma hanno una bassa densità energetica (appena 50Wh/kg). Inoltre, vengono utilizzati sempre meno a causa del loro elevato effetto memoria (riduzione della capacità delle batterie quando effettuiamo ricariche incomplete) e perché il cadmio è molto inquinante.
- Nichel-idruro (Ni-MH). Usano ossiidrossido di nichel (NiOOH) per l'anodo e a lega idruro metallico come catodo. Hanno una maggiore capacità di carico e un minor effetto memoria rispetto alle batterie Ni-Cd, inoltre non influiscono sul ambiente poiché non hanno Cd (molto inquinante e pericoloso). Sono stati i pionieri ad essere utilizzati per i veicoli elettrici, poiché sono perfettamente ricaricabili.
- Batterie agli ioni di litio (Li-ION). Usano un sale di litio come elettrolita. Sono le batterie più utilizzate in elettronica di piccole dimensioni, come telefoni cellulari e altri dispositivi portatili. Si distinguono per la loro enorme densità di energia, aggiunta al fatto che sono molto leggeri, hanno dimensioni ridotte e buone prestazioni, ma hanno una durata massima di tre anni. Un altro vantaggio che hanno è il loro effetto memoria basso. Inoltre, quando surriscaldati possono esplodere, poiché i loro elementi sono infiammabili, quindi il loro costo di produzione è elevato a causa del fatto che devono essere incorporati elementi di sicurezza.
- Batterie ai polimeri di litio (LiPo). Sono una variazione delle normali batterie di litio, hanno una migliore densità di energia e una migliore velocità di scarica, ma hanno lo svantaggio di essere inutilizzabili se perdono la loro carica al di sotto del 30%, quindi è fondamentale non farli scaricare completamente. Possono anche surriscaldarsi ed esplodere, quindi è molto importante non aspettare mai troppo a lungo per guardare la batteria, o conservarla sempre in un luogo sicuro lontano da sostanze infiammabili.
Batteria e batteria
In molti paesi di lingua spagnola solo il terminebatteria.
I termini batteria sì batteria in questo contesto sono sinonimi e provengono dai primi giorni della manipolazione umana dell'elettricità. I primi accumulatori erano costituiti da gruppi di celle o dischi metallici per aumentare la corrente erogata inizialmente, e che potevano essere disposti in due modi: uno sopra l'altro, formando un batteria, o uno accanto all'altro, sotto forma di batteria.
Va chiarito, tuttavia, che in molti paesi di lingua spagnola solo il termine batteria, ed è preferito accumulatore per altri apparecchi elettrici, come condensatori, ecc.