tecnico

Stato di carica della batteria compreso tra 80% e 90% – è opportuno ricaricare la batteria a 1/10 della capacità per 1 ora per stabilizzare la carica (es.: batteria da 100 Ah, ricaricare a 10 A per 1 ora)

Sotto i 12,2 V la batteria è in stato di solfatazione, quindi necessita di 2 fasi di carica

per sciogliere i solfati; è necessario controllare la tensione 12 ore dopo la fine della

carica completa per verificare che corrisponda ai valori di batteria carica

Lo stato di carica S.o.C. è un parametro molto importante per il buon funzionamento e la durata e per la valutazione dell’efficienza di una batteria. Esistono vari metodi e strumenti per stabilire lo stato di carica di una batteria, ma per ottenere una misura attendibile è molto importante fare attenzione alle condizioni di prova (temperatura e tempo di riposo).

La batteria è inizialmente caricata chimicamente durante il processo di fabbricazione. Le piastre positive sono costituite da piombo ricoperto da biossido di piombo (PbO2), mentre quelle negative sono di piombo metallico poroso (Pb). Per via della diversa composizione chimica le due piastre costituiscono una coppia elettrolitica che genera una differenza di potenziale elettrico a contatto con la soluzione elettrolitica di acqua distillata (H2O) e acido solforico (H2SO4). La soluzione acida genera la reazione elettrochimica e assicura la conducibilità elettrica tra le piastre all’interno della cella.

Con la concentrazione standard di acido al 33%-38% la densità dell’elettrolito può variare da 1.250 gr/litro nei climi caldi a 1.300 gr/litro nei climi freddi.
Nella nostra zona temperata la densità dell’elettrolito si stabilizza intorno a 1.270 – 1.280 gr/litro. Collegando un utilizzatore R ai poli la differenza di potenziale tra gli elettrodi genera una corrente elettrica all’esterno e all’interno della cella, come si può vedere dalla figura. Il flusso di corrente esterno alla cella causa i tipici effetti della corrente elettrica: calore, luminosità, campo magnetico. Internamente la reazione elettrochimica tende a ristabilire l’equilibrio elettronico tra i due elettrodi carichi con polarità opposte, fino alla completa scarica della cella che si manifesta con la perdita di densità dell’elettrolito (1.120 gr/litro) e la solfatazione temporanea delle piastre.

Reazione anodica sull’elettrodo negativo
PbSO4 + H⁺ + 2е¯ˉ → Pb + HSO₄¯

Reazione catodica sull’elettrodo positivo
PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + HSO₄¯ˉ + 3H⁺ + 2е¯

Reazione complessiva di carica
2PbSO₄ + 2H₂O → Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄

Costituiscono gli elettrodi della cella elettrolitica al piombo-acido. Il materiale di base è il piombo metallico: puro o in lega con altri elementi. Per applicazioni industriali o stazionarie dove le batterie sono sottoposte a cicli completi di carica e scarica viene utilizzato il piombo puro, mentre per applicazioni di tipo automobilistico vengono preferite alcune leghe di piombo tra cui prevalentemente il piombo-calcio. L’uso delle leghe di piombo consente di ottenere piastre sottili e ugualmente rigide che non si deformano al passaggio di correnti di forte intensità. Questa tecnologia permette di aumentare il numero di piastre per elemento e quindi la superficie di scambio ionico, cioè la conducibilità elettrica, a parità di quantità di piombo impiegato, facendo fronte alle condizioni critiche tipiche degli avviamenti a freddo senza dover ricorrere a batterie pesanti e voluminose. L’uso della lega di calcio introdotto qualche decennio fa ha permesso di ridurre il consumo di acqua durante i cicli di carica e scarica.

Le piastre positive sono costituite da piombo metallico ricoperto di biossido di piombo (PbO2) dal caratteristico color marrone scuro; quelle negative sono costituite da piombo metallico spugnoso (Pb) di colore grigio. Entrambe sono a griglia sottile per aumentare la superficie di scambio ionico con la soluzione elettrolitica diminuendo così la resistenza interna della cella.

Ponticelli porta-piastre

Contenitore o corpo batteria

Coperchio termosaldato

CENNI STORICI

La batteria piombo-acido (o accumulatore al piombo o accumulatore piombo-acido), inventata nel 1859 dal fisico francese Gaston Planté, è il tipo più vecchio di batteria ricaricabile, molto usata per automobili, moto e altri veicoli a motore per alimentare il motorino d’avviamento e le componenti elettriche di bordo. È formata da sei celle in serie, in grado di fornire una differenza di potenziale o forza elettromotrice totale, in piena carica, di 12,73 V a circuito aperto (2,13 V per la singola cella) e di 12 V quando è in funzione (2 V per la singola cella).

Inizialmente l’utilità dell’accumulatore non fu subito recepita, soprattutto in virtù del fatto che non esistendo metodi di produzione non chimica dell’elettricità, l’accumulatore poteva essere ricaricato solamente da altre pile. La cosa cambiò con l’invenzione della dinamo nel 1869.

FUNZIONAMENTO TECNICO

Questo post su Alessandro Volta era di dovere visto che grazie a lui oggi lavoriamo in questo campo, andiamo a vedere un po’ della sua storia.

Nato a Como, nell’antico palazzo situato nell’attuale via Volta,nel 18 febbraio 1745 da don Filippo e donna Maddalena dei conti Inzaghi, nel 1758 intraprende gli studi umanistici, di retorica e di filosofia presso la scuola dei gesuiti a Como.

L’invenzione della pila

In una comunicazione datata 20 marzo 1800 e indirizzata al presidente della Royal Society, sir Joseph Banks, Volta annuncia alla comunità scientifica l’invenzione della pila (o “apparato elettromotore” o “apparato a colonna”), da lui qui chiamata “organo elettrico artificiale” e paragonata all’organo elettrico del pesce Raja Torpedine. La comunicazione viene pubblicata sulle “Philosophical Transactions” con il titolo On the Electricity excited bv the mere Contact of conducting Substances of different Kinds. Dopo la vittoria a Marengo sugli austriaci (14 giugno1800), il primo console Napoleone Bonaparte riapre l’Università e reintegra i professori. Nel mese di giugno Napoleone conferma con decreto Volta professore di Fisica sperimentale nell’Università di Pavia e direttore del “Gabinetto di fisica”.

Nel 1819 Volta si ritira a vita privata, dividendosi tra Como e la casa di campagna di Camnago (successivamente Camnago Volta, in suo onore).

Il 5 marzo del 1827 Alessandro Volta muore nella sua casa di Camnago all’età di 82 anni.

ecco anche un video per approfondire.

Le fonti di questo articolo sono tratte da Wikipedia a questo link dove potete approfondire la storia di Alessandro Volta

La prima batteria ricaricabile fu inventata dal fisico francese Gaston Plantè nel 1859. Si trattava di una cella elettrolitica al piombo-acido costituita da un elettrodo negativo di piombo (anodo) e un elettrodo positivo di biossido di piombo (catodo) immersi in una soluzione acida. I due elettrodi a lastra sottile separati da un foglio di gomma erano avvolti a spirale e posti in un contenitore di vetro contenente una soluzione di acqua e acido solforico. All’epoca le prime applicazioni delle batterie ricaricabili avvennero in campo ferroviario dove venivano utilizzate per l’illuminazione delle carrozze e ricaricate durante la sosta nelle stazioni. A differenze delle pile voltaiche la reazione chimica piombo-acido è reversibile e può essere ripetuta centinaia di volte all’interno della cella. Il piombo Pb e il biossido di piombo PbO2 degli elettrodi reagiscono chimicamente con l’acido solforico H2SO4 producendo solfato di piombo PbSO4 che si deposita temporaneamente su entrambi gli elettrodi durante la fase di scarica, ritornando poi in soluzione sotto forma di acido durante la fase di carica.

Nel 1938, nel corso di scavi nei dintorni di Bagdad, l’archeologo tedesco Wilhelm König ritrovò una piccola giara di terracotta contenente un foglio di rame avvolto a cilindro con un’asta di ferro al centro. Si trattava di un manufatto risalente a oltre 2000 anni prima: concettualmente e strutturalmente una vera e propria cella galvanica. L’oggetto fu denominato pila di Bagdad, o pila dei Parti, dal nome della popolazione all’epoca residente nell’antica Mesopotamia (l’attuale Iraq).

Sezione della pila dei Parti – L’elettrolito era costituito da aceto e la pila veniva utilizzata molto probabilmente per la placcatura in argento di manufatti metallici.

La batteria è il componente fondamentale dell’impianto elettrico degli autoveicoli: insieme all’alternatore fornisce l’energia elettrica necessaria per il funzionamento di tutti gli organi principali e dei sistemi elettronici dell’autoveicolo. La batteria accumula e fornisce corrente continua a bassa tensione all’impianto elettrico. 

Le batterie di accumulatori utilizzate in campo automobilistico sono quasi esclusivamente di tipo a cella elettrolitica al piombo-acido.