Che cos'è una batteria agli ioni di litio?
Una batteria agli ioni di litio, abbreviata anche in Li-ion o batteria Lilon, è una batteria ricaricabile che immagazzina energia elettrica. Una batteria ricaricabile ha sempre la proprietà di essere ricaricabile, mentre la batteria agli ioni di litio deve essere smaltita dopo essere stata completamente scaricata. La batteria agli ioni di litio ha il vantaggio di un'elevata densità energetica grazie all'accumulo di energia tra i due elettrodi.
Qual è la tensione di una batteria agli ioni di litio?
La tensione delle batterie agli ioni di litio è di 3,3 - 3,8 V ed è quindi più potente rispetto, ad esempio, alle batterie al nichel-metallo idruro (NiMH) o al nichel-cadmio (NiCD), poiché le varianti al nichel possono fornire solo 1,2 V di tensione.
La tensione nominale di una batteria al cobalto di litio è di 3,6 V. La tensione nominale di una batteria al biossido di litio-manganese è di 3,7-3,8 V. Per una batteria al litio-ferro-fosfato, la tensione nominale è di 3,3 V.
Le tensioni nominali giocano un ruolo fondamentale nella scelta dei caricabatterie e, in caso di dubbio, devono essere lette sulla scheda tecnica o sulla confezione, al fine di preservare la vita della batteria il più a lungo possibile.
Le tensioni di fine carica e le tensioni di fine scarica ammesse devono essere adatte al tipo di batteria, per evitare possibili danni alla batteria stessa.
Che cosa si deve osservare con una batteria al litio?
Carica profonda
La maggior parte delle batterie ricaricabili deve essere scaricata solo fino al 50% per evitare che si rompa, ma una batteria al litio può essere facilmente scaricata fino al 90% senza subire danni. Per quanto compatta e potente sia la batteria agli ioni di litio, è importante prestare attenzione alle modalità di ricarica. La cosiddetta scarica profonda rappresenta il rischio maggiore per la batteria. Se un caricabatterie per batterie agli ioni di litio non offre una protezione contro il sovraccarico della batteria, il sovraccarico può causare danni irreparabili o la distruzione delle batterie al litio, rendendo la batteria inutilizzabile. Per questo motivo, la maggior parte dei prodotti con batterie agli ioni di litio installate in modo permanente, come i produttori di telefoni cellulari, powerbank o prodotti simili, hanno installato un circuito di protezione tecnicamente intelligente per proteggere le batterie durante la carica profonda.
Merci pericolose
Le batterie agli ioni di litio sono classificate come "merci pericolose" secondo la normativa internazionale sui trasporti. Le batterie al litio sono completamente sicure a temperature non estreme e senza danni, ma in caso di danni si raccomanda di sostituirle immediatamente. Le batterie al litio non devono essere esposte a temperature estreme. Non importa quale composto del tipo chimico sia presente.
Sensibilità alla temperatura
Le batterie agli ioni di litio sono molto sensibili a temperature significativamente superiori o inferiori alla temperatura ambiente. La temperatura di esercizio ideale è compresa tra 20 e 40 °C circa. Se la temperatura di esercizio è leggermente inferiore o superiore a tale valore, le prestazioni della batteria inizialmente diminuiscono. Se la temperatura è estremamente alta o bassa, potrebbe verificarsi una reazione chimica all'interno della batteria che, nel peggiore dei casi, potrebbe portare a un incendio con un calore fino a 1000 °C o a un'esplosione della batteria; per questo motivo i dispositivi con batterie integrate devono sempre essere tenuti lontani da oggetti facilmente infiammabili durante la ricarica.
Le batterie agli ioni di litio sono pericolose?
Se gestite correttamente, le batterie al litio sono fonti di energia sicure e molto potenti, i cui vantaggi superano di gran lunga gli svantaggi. Tuttavia, è necessario seguire attentamente le istruzioni di sicurezza e le avvertenze del produttore, poiché gli incendi da litio sono molto difficili da estinguere.
Cosa bisogna considerare quando si carica una batteria agli ioni di litio?
È importante che i valori della batteria, quali:
- Tipo di batteria - Valore di capacità "C - Composizione chimica
Come si carica correttamente una batteria agli ioni di litio?
Se si acquista una batteria ricaricabile per utilizzarla il più a lungo possibile, è necessario leggere attentamente le specifiche della batteria e procurarsi un caricabatterie adatto ai suoi valori. Le batterie sono etichettate con un valore di capacità. Il valore di capacità si nasconde dietro la lettera "C" associata a un numero di codice. Una batteria con una capacità di 2500 mAh e una corrente di carica massima consentita di 2 C può quindi essere caricata con un massimo di 5000 mA (5 A). I caricabatterie con dispositivo di protezione regolano automaticamente la tensione verso il basso durante il tempo di carica fino a raggiungere il valore minimo 0 per una batteria completamente carica.
Come viene costruita una batteria agli ioni di litio?
Un dispositivo di accumulo elettrico è costituito da un elettrodo positivo (catodo) e uno negativo (anodo) e da un elettrolita, che funge da mezzo di trasporto per gli ioni di litio in movimento.
Il terminale positivo funge da catodo e il suo strato conduttore è in alluminio. Sotto lo strato di alluminio, il polo positivo (+) è costituito da un ossido metallico di litio, che può contenere diverse proporzioni di nichel, cobalto o manganese. Più pura è la composizione dei componenti, maggiori sono le prestazioni e la durata della batteria.
Per l'anodo, il terminale negativo (-), si utilizza il rame come strato conduttore. Sotto lo strato conduttivo si trova l'elettrodo negativo, costituito da carbonio o grafite, o nanocristallino, titanato di litio, silicio amorfo, titanato di litio o biossido di stagno.
Come si smaltisce una batteria agli ioni di litio?
Nella maggior parte dei supermercati e dei negozi specializzati si trovano cassette di raccolta per i dispositivi con accumulatore di energia. I rivenditori specializzati in elettronica e i centri di riciclaggio offrono anche servizi di smaltimento professionale per le pile e le batterie ricaricabili. Poiché le batterie al litio o le batterie ricaricabili sono rifiuti pericolosi, non devono mai essere smaltite nei normali rifiuti domestici. Se venite sorpresi a farlo, potreste incorrere in multe da 50 a 2.500 euro.
Batterie agli ioni di litio per camper e campeggi?
L'uso delle batterie al litio è in continua espansione. Diversi dispositivi di piccole dimensioni hanno di solito la batteria agli ioni di litio installata di serie, ma anche i grandi pacchi batteria stanno lentamente passando alle batterie al litio. Di solito, per i pacchi batteria di dimensioni simili a quelle di un camper, si utilizzavano batterie AGM o al piombo-gel, ma la tendenza recente mostra che la variante un po' più costosa del pacco batteria agli ioni di litio è molto ben accettata dal mercato nonostante il prezzo più elevato. Ciò è dovuto principalmente ai vantaggi del composto di litio. Il peso ridotto, la capacità più elevata a parità di dimensioni, le correnti di carica e di scarica molto elevate offrono un vantaggio assoluto, soprattutto nei camper con molti dispositivi elettronici incorporati. Un sistema di gestione della batteria (BMS) integrato nella batteria al litio LiFePo4 fornisce un sistema di sicurezza che protegge le batterie da una dannosa carica profonda, rendendola una soluzione molto affidabile e duratura per le batterie più grandi. Poiché la caduta di tensione delle batterie al litio è molto bassa a causa delle correnti molto elevate, è possibile collegare e utilizzare più dispositivi contemporaneamente senza problemi, il che giustifica già il prezzo più elevato per molti.
