Batterie Ricaricabili come Funzionano

Le batterie ricaricabili sono più vantaggiose in termini economici e danneggiano di meno l’ambiente rispetto a quelle standard. Ma come sono fatte e come funzionano?

Esistono alcune differenze chiave tra una batteria ricaricabile e la sua omonima standard, ma il processo principale richiesto da una batteria per alimentare un dispositivo è lo stesso. Queste poche differenze, tuttavia, rendono le batterie ricaricabili molto più efficienti, consentono un risparmio energetico e a lungo termine sono più economiche.

Esistono diversi tipi di batterie sul mercato le piú comuni sono :

  • batterie al piombo
  • Nichel-Cadmio
  • NiMH (idruro di nichel-metallo)
  • ioni di litio

Migliori batterie ricaricabili

Tralasciando i prodotti cinesi e quelle realizzate da Amazon i migliori produttori sono

Panasonic Eneloop BK-3HCDE/4LE SLIDING PACK- Batterie ricaricabili Ni-MH"Ready-to-Use", AA Mignon, confezione da 4, colore: Nero

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Le migliori in assoluto SONO LE PANASONIC ENELOOP, la confezione da quattro di AA Pro nere da 2.550 mAh . Si dice che Eneloops mantenga circa l’85% della carica dopo un anno di uso.

Certo, queste sono le batterie più costose sul mercato ma puoi caricarle tranquillamente 500 volte prima che perdano un pochino di capienza. Ma sembrano funzionare per sempre e funzionano brillantemente a temperature estreme. Eneloop Pro è la batteria ideale per dispositivi affamati di energia come fotocamere digitali, giocattoli radiocomandati, telefoni fissi cordless e torce.

Se non desideri spendere così tanto, prendi in considerazione un modello di capacità inferiore o la versione standard più economica, che racchiude una potenza di 1.900 mAh e può essere ricaricata fino a 2.100 volte.

Batterie al Piombo

sono quelle che utilizziamo nelle nostre automobili. Queste batterie vengono solitamente ricaricate dalla dinamo del veicolo. L’energia viene fornita dal movimento del motore tramite l’alternatore, dotato di dinamo, la cui funzione è quella di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica. Questa ricarica deve essere eseguita frequentemente perché questo tipo di batteria è spesso scarica.

Tale batteria è formata da piastre di piombo (Pb) collegate al connettore negativo e poste intervallate da piastre di piombo ricoperte da biossido di piombo (PbO 2 ) che, a loro volta, sono collegate al connettore positivo. Entrambi sono immersi in una soluzione acquosa di acido solforico al 40% in massa, che funge da elettrolita (soluzione conduttrice di ioni).”

batterie-ricaricabili

Batterie NiCd (Nichel-Cadmio) 

  • NiCd è ormai la tecnologia più vecchia, queste batterie sono abbastanza economiche perché soffrono di problemi di “memoria”.
  • La regola d’oro con i NiCd è scaricarli completamente ogni volta prima di caricarli di nuovo, in questo modo saranno sempre al massimo delle loro prestazioni.
  • Il NiCd può essere “ciclizzato” circa 1000 volte o caricato una volta al giorno per circa 3 anni prima di morire.
  • Le batterie NiCd hanno una tensione inferiore rispetto alle loro controparti standard
 
 

Batterie NiMH (idruro di nichel-metallo)

 

  • Le batterie NiMH sono più costose, ma per tutta la loro vita possono essere parzialmente scaricate e caricate tutte le volte che vuoi (fino a circa 1000 volte) e avranno sempre la piena capacità.
  • Capacità molto maggiore rispetto ai NiCd, che hanno sostituito
  • Molto comuni, quindi facili da trovare, sia batterie che caricabatterie

 

Ioni di litio (ioni di litio) 

  • Le batterie agli ioni di litio risolvono sia il problema associato con gli altri due tipi di batterie (piena tensione e non soffrono problemi di memoria)
  • Non disponibile con tensione standard, fatta eccezione per la dimensione 9V (AAA, AA, C e D-size Li-ion emettono 3,7V invece di 1,5V)
  • Richiede un caricatore speciale

Sono quelle che utilizziamo nei nostri apparati elettronici come computer, smartphone, tablet, ma anche nei sistemi di accumulo di auto elettriche e di impianti fotovoltaici.

Con il crescente utilizzo di dispositivi wireless, notebook, telefoni cellulari e altri prodotti elettronici, la domanda di batterie ricaricabili è aumentata. Poiché le batterie Ni-Cd (Nichel cadmio) presentano problemi ambientali dovuti alla presenza di cadmio, iniziarono a essere sviluppati altri tipi di batterie ricaricabili portatili. Questo tipo di batteria è ampiamente utilizzato in prodotti che non possono fallire come apparecchiature mediche di emergenza e aviazione.

Le batterie ricaricabili all’idruro di nichel metallico (NiMH) sono accettabili dal punto di vista ambientale e possono tecnicamente sostituire il Ni-Cd in molte delle loro applicazioni, ma il loro prezzo di produzione è ancora elevato rispetto alle batterie Ni-Cd.

Un altro tipo di batteria ricaricabile è stato immesso sul mercato, mirando a un’opzione per utilizzare la batteria Ni-Cd. Questo tipo di batteria è agli ioni di litio.

Le celle o le batterie che hanno il litio come costituente principale hanno come caratteristica il fatto di essere molto leggere, poiché il litio è il metallo meno denso scoperto finora. Per darti un’idea, questo metallo bianco argentato galleggia sull’acqua, poiché è due volte più denso dell’acqua. Ciò è dovuto al fatto che il litio ha solo tre protoni e tre neutroni.

Esistono due tipi principali di batterie o batterie al litio, una delle quali è chiamata batteria al litio-iodio . È stata sviluppata principalmente per essere utilizzato nei pacemaker cardiaci , in quanto è abbastanza leggero, sicuro (non rilascia gas, in quanto è ermeticamente chiuso), ha una buona durata (da circa 8 a 10 anni), fornisce una tensione di 2, 8 V e un’elevata densità di carica .

 

 

Come si ricarica una batteria ricaricabile?

La ricarica di una batteria comporta la conversione dell’energia elettrica in energia chimica. Durante la ricarica, c’è un movimento di elettroni da una fonte di alimentazione esterna all’anodo e dall’altro lato gli elettroni vengono rimossi dal catodo.
Le batterie ricaricabili durano per sempre?

Una batteria ricaricabile può essere utilizzata in modo efficiente per 7-10 anni se è ben mantenuta e utilizzata frequentemente. Tuttavia, una batteria ricaricabile mal conservata, poco utilizzata può durare solo da due a tre anni con prestazioni scadenti e minore efficienza.

Per quanto tempo le batterie ricaricabili rimangono cariche?

Dipende dal tipo e dallo scopo della batteria. Tuttavia, di seguito vengono fornite informazioni generali per darti un’idea generale sulla durata delle batterie ricaricabili e per quanto tempo possono rimanere cariche.

Quante volte si può ricaricare una batteria ?

Batterie AA ricaricabili di capacità inferiore: da 1700 a 2000 mAh mAh possono essere ricaricate fino a 1000 volte in modalità di ricarica lenta notturna. Le batterie ricaricabili da 2100 a 2400 mAh possono essere ricaricate da 600 a 800 volte in modalità di ricarica lenta notturna. Le nuove batterie ricaricabili AA da 2500 mAh ad alta capacità hanno una maggiore capacità di alimentazione ma possono essere ricaricate solo circa 500 volte in modalità notturna. Il miglioramento della capacità o la ricarica rapida ridurranno sempre il numero di cicli. Ogni cella disponibile sul mercato superiore a 2100 mAh avrà meno di 1000 cicli di carica.

Usa il meno possibile i caricatori ultra veloci ovvero quei caricatori che offrono una carica in poche decine di minuti. Normalmente, i caricabatterie ultra veloci caricano le batterie solo al 70% del livello di carica. Non sono in grado di portare le batterie al livello di carica del 100% poiché il processo richiede molto tempo. I caricabatterie ultra veloci danneggiano le batterie.

Che cos’è l’ Effetto memoria delle batterie

L’effetto memoria si verifica quando una batteria ricaricabile viene caricata prima che la sua capacità sia completamente scarica. La batteria può quindi “memorizzare” l’ultimo livello di scarica e accettare quella quantità di carica solo nelle ricariche successive, diminuendo quindi la capacità a cui si ricaricherà e riducendo il tempo di servizio. Tuttavia, con i progressi nella tecnologia ricaricabile, questo problema è stato praticamente sradicato nelle moderne batterie ricaricabili NiMH.

Come posso testare le batterie ricaricabili per vedere se sono ancora buone?

E’ difficile controllare se le batterie NiCd o NiMH siano ancora in buona efficienza. Un tester che misura la tensione di una singola batteria a circuito chiuso può essere utilizzato come guida generale per determinare se la batteria è “buona” o “difettosa” una volta caricata.

Come si misura la capacità di una batteria ricaricabile?

La capacità delle batterie NiCd e NiMH è valutata in milliampere-ora. Un milliampere ora (mAh) è un millesimo di ampere erogato per una durata di un’ora. Nel caso delle batterie AAA, AA, C e D, questa energia viene erogata a circa 1,5 volt.

Gli ampere possono essere considerati come la quantità di elettricità in movimento o una quantità che viene erogata in qualsiasi istante. La tensione o i volt possono essere considerati come forza. La tensione proveniente dalla batteria è più o meno costante. Tuttavia, l’amperaggio utilizzato o assorbito da un particolare dispositivo elettrico può variare da dispositivo a dispositivo. Ad esempio, orologi da parete e telecomandi ne utilizzano solo una piccola quantità e le fotocamere digitali ne utilizzano una quantità relativamente grande, sebbene in entrambi i casi vengano utilizzate solo minuscole frazioni di ampere, da qui la misura di millesimi di ampere.

A rigor di termini, mAh non è una misura di una quantità di energia elettrica. È solo una misura di milliampere nel tempo. Per renderlo una misura di una quantità di energia elettrica, dovremmo fattorizzare la tensione. Questo non è pratico perché:

  1. La tensione effettiva delle batterie AAA, AA, C e D (e 9 volt) si indebolisce quando le batterie si scaricano.
  2. Diversi tipi di batterie iniziano con diverse tensioni massime. Le batterie NiMH, nelle dimensioni AAA, AA, C e D, forniscono una tensione massima di circa 1,40-1,45 volt. Una batteria monouso genererà effettivamente una tensione massima di poco superiore a 1,5 volt quando è nuova. Li ho misurati fino a 1,7 volt.

Dispositivi diversi richiedono batterie di capacità diversa. Ad esempio, i telefoni cordless sono spesso carichi, quindi di solito non hanno la possibilità di scaricarsi completamente, quindi sarebbe adatta una batteria di capacità medio-bassa. Altri dispositivi che possono utilizzare una batteria a bassa capacità includono luci solari da giardino o telecomandi.

Tipiche batterie di capacità medio-bassa sono: batterie formato AA (800 – 1300 mAh) e batterie formato AAA (400 – 800 mAh)

Tipiche batterie ad alta capacità  sono: batterie formato AA (1950 – 2700 mAh) e batterie formato AAA (950 – 1100 mAh)

I dispositivi che richiedono batterie ad alta capacità includono automobili telecomandate, fotocamere digitali, smartphone, powerbank e alcuni giocattoli elettronici. Se ti accorgi di sostituire le batterie di frequente, una batteria ad alta capacità fornirà un’alimentazione più duratura.

Batterie ricaricabili a confronto


Tipo di batteria

Capacità totale
Tasso di autoscarica
Caratteristiche d’ uso
Nichel-metallo idruro
(NiMH)
Fino a 1.000, AAA.
Fino a 2.700 mAh, AA.
Le capacità disponibili variano ampiamente.
Non tiene bene la carica per lunghi periodi.

Perde il 4% al giorno , molto di più a temperature calde.

Funziona bene in dispositivi che richiedono una scarica improvvisa di amperaggio elevato, come le fotocamere digitali. Funziona bene anche nella maggior parte degli altri dispositivi.

Idruro di nichel-metallo a bassa autoscarica
(LSD NiMH)
Fino a 800, AAA.
Fino a 2.000 batterie AA
Quasi tutte le batterie LSD vendute hanno capacità prossime a queste
Tiene bene la carica per lunghi periodi.
Perde il 15 percento
all’anno  , leggermente di più a temperature calde.
Funziona bene in dispositivi che richiedono una scarica improvvisa di amperaggio elevato, come le fotocamere digitali. Funziona bene anche nella maggior parte degli altri dispositivi.
Nichel-Cadmio
(NiCd)
Fino a 350 mAh, AAA.
Fino a 1.000 mAh, AA.
Le capacità disponibili variano ampiamente.
Perde l’1% al giorno , leggermente di più con temperature calde. Non funziona bene nei dispositivi che richiedono scariche improvvise di amperaggio elevato. Non funziona bene con le fotocamere digitali, ma funziona bene con la maggior parte degli altri dispositivi.

 

 

 

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