Tipi di Batteria

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Campo: Elettricità di base

China

Sono disponibili diversi tipi di batteria con varie configurazioni. Con l'invenzione di vari nuovi dispositivi elettronici per il consumo, veicoli elettrici, esigenze di stoccaggio di energia rinnovabile, applicazioni spaziali e militari, oggi l'energia delle batterie è consumata come cibo. Se guardiamo intorno a noi, troviamo un mucchio di batterie nascoste all'interno quasi di ogni dispositivo che abbiamo, orologi da parete, telefoni cellulari, computer portatili, orologi, calcolatrici, inverter, asciugacapelli, rasoi, giocattoli e molti altri. Le batterie rendono i dispositivi portatili separandoli dal fornitore di utilità. Le batterie di oggi durano a lungo e hanno capacità di stoccaggio energetico elevate. Le power bank portatili per viaggi lunghi sono diventate scelte indispensabili. Le batterie vengono in varie dimensioni e forme, come pulsanti, piatte, rotonde e prismatiche. Le batterie possono essere sia non ricaricabili, chiamate batterie primarie, che ricaricabili, chiamate batterie secondarie. Mentre le prime non possono essere ricaricate una volta scaricate, le seconde possono essere ricaricate ripetutamente. Tuttavia, le batterie primarie sono economiche, compatte, facili da usare e hanno una vita più lunga rispetto alle batterie secondarie.
Poiché le batterie vengono in varie dimensioni, chimiche e forme, queste sono state fornite con una certa nomenclatura dalle istituzioni IEC e ANSI per comprendere le loro specifiche secondo le nostre esigenze. Ad esempio, consideriamo una batteria del tipo AA 1.5V come mostrato di seguito.

Come possiamo vedere, dice AA LR6 1.5V. Ora cerchiamo di capire cosa significa questo nome o codice. Qui

LR6 qui è il codice di dimensione IEC, dove L sta per sistema elettrochimico, ovvero per batteria alcalina/MnO2 e R6 sta per dimensioni fisiche. Una configurazione R6 significa batteria rotonda con un'altezza massima complessiva di 50.5 mm e un diametro massimo di 14.5mm.
AA è una designazione ANSI per le batterie con configurazione LR6.

Consideriamo un altro esempio di una pila a bottone come mostrato di seguito

Dice CR2025. È il codice IEC in cui C sta per sistema a litio, R per rotondo-cilindrico, 20 indica un diametro di 20mm della batteria e 25 rappresenta un'altezza di 2.5mm. Per ulteriori informazioni, fare riferimento ai codici ANSI e IEC per le batterie.

Tipi di Batteria

Celle Primarie o Batterie Primarie

Queste non possono essere ricaricate una volta scaricate. I vantaggi delle celle primarie sono la dimensione compatta e la disponibilità in varie forme come cilindrica, a bottone, rettangolare e prismatica, e hanno alta densità di potenza, lunga durata di conservazione, basso livello di scarica e portabilità. Le sue innumerevoli applicazioni includono orologi, orologi, dispositivi medici, radio e altri dispositivi di comunicazione, nanotecnologie, chip di memoria e molti altri.

Se la cella primaria non contiene elettrolita liquido, viene definita "cella secca". Una cella secca contiene un elettrolita a pasta umidificata. La figura sopra mostra la sezione trasversale di una Batteria a Zinco-Carbonio.

Alcuni dei diversi tipi di batterie primarie e le loro applicazioni sono discussi di seguito :

Batteria a Zinco-Carbonio/Alcalina/MnO2

Una delle prime forme di cella secca, cioè la cella a zinco-carbonio o cella Leclanche, era in uso da quasi un secolo. Ma ora è superata dall'uso commerciale di nuove batterie primarie come quelle con alcalina/MnO2 come catodo, che hanno maggiore capacità, maggiore densità energetica e vita utile più lunga.

Batterie a Ossido di Mercurio

L'uso delle batterie a ossido di mercurio è molto limitato a causa delle implicazioni nocive del mercurio sull'ambiente. Queste batterie vengono fornite con anodi a zinco/cadmio e ossido di mercurio come catodo. Sono disponibili in forme cilindriche, piccole e piatte. Trovano applicazioni come fonti di energia a bassa potenza in calcolatrici, radio portatili, orologi, macchine fotografiche ecc.

Batterie a Zinco-Ossido d'Argento

Queste sono simili per progettazione alle batterie a ossido di mercurio ma hanno maggiore densità energetica. Funzionano meglio a basse temperature. Vengono utilizzate principalmente come pile a bottone e trovano applicazioni in attrezzature fotografiche, orologi elettronici, apparecchi acustici ecc.

Batterie a Zinco-Aria

Le batterie metallo-aria hanno ricevuto attenzione nell'industria delle batterie a causa della loro alta densità energetica. Inoltre, non è richiesto un catodo attivo. Tuttavia, la sua scarsa durata di conservazione e la sensibilità a fattori esterni come temperatura, umidità ecc. limitano il suo utilizzo. Le sue applicazioni sono nell'elettronica, nei sistemi di segnalazione e navigazione.

Batterie a Litio

I vantaggi delle batterie a litio sono la maggiore densità energetica, la lunga durata di conservazione e la possibilità di operare su un ampio intervallo di temperature. Le sue applicazioni includono macchine fotografiche, orologi, orologi, calcolatrici e altre applicazioni a basso consumo di energia.

Batterie Secondarie

Queste batterie possono essere ricaricate elettricamente più e più volte una volta scaricate. Ad esempio, la ricarica delle batterie di telefoni mobili o laptop. Oggi, le batterie secondarie o ricaricabili sono onnipresenti. Queste vengono utilizzate come fonti di alimentazione di riserva come in UPS, inverter e fonti di energia stazionarie da un lato, e come fonte primaria per innumerevoli applicazioni consumer come telefoni mobili, laptop, torce, lampade di emergenza ecc.
Alcuni tipi di batterie ricaricabili e le loro applicazioni possono essere discussi di seguito :

Batterie a Piombo-Acido

Queste sono le batterie comunemente utilizzate negli inverter, nei veicoli elettrici, nell'accensione dei motori, nelle fonti di alimentazione di emergenza e nelle applicazioni di batterie solari. Costituiscono circa il 40-45% delle vendite di batterie in tutto il mondo. Di seguito sono riportati alcuni tipi di batterie a piombo-acido in base alla costruzione e alle applicazioni :

Batterie di Avviamento

Queste vengono utilizzate per avviare i motori, poiché forniscono correnti impulsive elevate per un breve periodo di tempo. Hanno tassi di scarica lenti. Le applicazioni sono in aeromobili, navi, veicoli a motore diesel, ecc.

Batterie a Ciclo Profondo

A differenza delle batterie stazionarie che hanno una scarica molto bassa, le batterie a ciclo profondo vanno per una scarica profonda fino all'80% prima della ricarica. Esistono tre tipi di batterie a ciclo profondo, vale a dire di tipo inondato, di tipo elettrolita gelatinoso e di tipo matrice di gas assorbito (AGM). Le sue applicazioni sono in carrelli industriali, carri da golf, veicoli elettrici, carrelli minatori, ecc.