Capire cosa troviamo all’interno delle batterie al litio è utile a comprendere come trattarla al meglio.
Per questo, vi spieghiamo in questo articolo, alcuni dubbi e curiosità proprio sulle batterie al litio e il loro funzionamento:
Chi ha inventato la batteria al litio
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino, ai quali è stato assegnato congiuntamente il Premio Nobel per la Chimica nel 2019 per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio, grazie alle loro ricerche disgiunte.
Stanley Whittingham ha iniziato le ricerche negli anni ’70, durante la crisi petrolifera, infatti, aveva individuato un materiale superconduttore, il isolfuro di titanio. Il risultato era stata una batteria potente, ma ancora impossibile da utilizzar a causa del rischio di esplosioni. Un decennio dopo, Goodenough sostituì il disolfuro di titanio con l’ossido di cobalto, ottenendo in questo modo una batteria più potente. Cinque anni più tardi, Akira Yoshino otteneva la prima batteria pronta per entrare in commercio, nella quale gli ioni di litio erano incastonati nel coke petrolifero.
Solo nel 1991 la Sony immise nel mercato le prime batterie agli ioni di litio, leggera, robusta e ricaricabile centinaia di volte.
Come sono fatte le batterie al litio
Una batteria è un insieme di più celle (o elementi) collegate tra loro in serie o in parallelo (o in entrambi i modi) a seconda della tensione e della capacità totali che si desiderano ottenere.
Una cella litio-ione è formata da:
- Anodo: elettrodo negativo.
- Catodo: elettrodo positivo.
- Separatore: materiale solido polimerico interposto tra anodo e catodo. Previene il corto circuito interno e consente il passaggio degli ioni di litio grazie alla sua struttura porosa.
- Elettrolita: consente il trasferimento degli ioni di litio tra anodo e catodo e viceversa. È costituito da un sale di litio disciolto in un solvente organico o in una loro miscela.
E anche da dispositivi di sicurezza principali:
- Disco di rottura o valvola di sfiato: oltre determinati valori di pressione, i gas vengono fatti sfiatare verso l’esterno attraverso appositi dispositivi, evitando la rottura catastrofica della cella.
- BMS (Battery Management System): è un microcontrollore con funzioni gestionali basate sul monitoraggio e controllo di singole celle o di loro raggruppamenti, all’interno di un modulo o di una batteria. Attraverso il controllo dei parametri monitorati può esercitare anche funzioni di prevenzione dei rischi, attivando dispositivi di protezione esterni alle celle, emettendo segnali di allarme, intervenendo nell’isolamento elettrico delle celle guaste.
Come fanno le batterie ad essere ricaricabili
Quando la batteria si trova in fase di carica, il catodo “cede” alcuni dei suoi ioni di litio, che si muovono attraverso l’elettrolita, seguendo il circuito interno, e vengono accumulati all’interno dell’anodo, nel quale scorrono continuamente, generando energia elettrica e caricandosi negativamente.
Quando, invece, la batteria cede energia elettrica, ossia si trova in fase di scarica, avviene il processo inverso: gli ioni, seguendo il circuito esterno di ciascuna cella nel senso opposto, circolano dall’anodo al catodo, fornendo energia alla batteria (e al dispositivo connesso).
La batteria al litio, quindi, ha un equilibrio molto delicato da dover mantenere, per evitare danneggiamenti e conseguenti esplosioni.
Scopri Come contenere i rischi di incendio delle batterie al litio.
Per estinguere i principi di incendio delle batterie al litio presenti in casa o in ufficio, meglio avere a portata di mano uno dei nostri presidi manuali anticendio Lith-EX.
Scopri tutti i prodotti Lith-EX.