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Batteria elettrica
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Batteria elettrica
Tecnica e componenti
 

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La batteria di avviamento per auto (o accumulatore chimico d’elettricità), normalmente un accumulatore ad acido di piombo, è un congegno che, come la tipica pila elettrica, converte l’energia di una reazione chimica in energia elettrica.

La batteria dell’autovettura è composta da un determinato numero di elementi (circa 2 V): tre per batteria a 6 V, oppure sei per 12 V nelle autovetture e 24 V nei veicoli industriali (tramite allacciamento in serie di due batterie da 12 V).

Ogni elemento, sostituito da lastre di piombo dette piastre, rappresenta una tipica pila elettrica che converte l’energia di una reazione chimica in energia elettrica.

Ogni elemento di una batteria al piombo, del tipo normalmente montato sulle autovetture, è .

La piastra positiva è composta da perossido di piombo e quella negativa da piombo spugnoso.

Le piastre sono immerse in acido solforico diluito e collegate in serie (cioè quella negativa di un elemento è collegata a quella positiva dell’elemento successivo).

Quando l’elemento è in funzione, cioè fornisce elettricità, il perossido di piombo, il piombo  e l’acido solforico si trasformano in solfato di piombo che si deposita sulle due placche, e in acqua.


Questa reazione chimica produce elettricità.

Quando la superficie delle placche risulta interamente ricoperta di di solfato di piombo, la batteria è scarica.

Nel caricarla, la reazione viene invertita e il solfato di piombo XXX in perossido di piombo.

Subito dopo la carica ogni elemento raggiunge una tensione massima di 2,6 V, che però diminuisce rapidamente, anche se a riposo, fino a circa 2,15 V. Quando la batteria viene utilizzata, la tensione di ogni elemento scende rapidamente a 2 V rimanendo stabilmente a questo valore fino a quando la batteria risulti  quasi scarica. Scende quindi a circa 1,8 V.

La corrente elettrica viene misurata in Ampères  e la capacità della batteria stessa in ampereora (Ah). Una batteria di piccolo formato della capacità indicata di 40 Ah può in teoria erogare, prima di scaricarsi, una corrente di un Ampères per quaranta ore, oppure di 2 Ampères per venti ore, e così via.

La capacità di una batteria non è però costante ma dipende dalla velocità con la quale viene scaricata e la capacità indicata di 40 Ah è riferita a una intensità di scarica di 10 Ampères.
 
  • Cronologia
    1796 A. Volta costruisce la prima cella elettrochimica; unendo poi in serie più celle prepara la prima pila, con la quale produce correnti nell’ordine dell’Ampere , mentre con i generatori elettrostatici si arriva solo a 0,01 Ampere.
    1830 W. Grove propone la prima pila a gas (elettrodi mantenuti in atmosfera di idrogeno e di ossigeno immersi in acido solforico) anticipatrice delle pile a combustibile.
    1859 G. Planté presenta all’Accademia Francese delle Scienze, il primo accumulatore a piombo. Fino al 1881 Faure, Volkmar e Swan perfezionano l’accumulatore rendendolo più efficiente.
    1868 G. Leclanché presenta la sua pila con elettrodi di zinco e biossido di manganese con NH4Cl come elettrolita. Prodotta per la prima volta nel 1890, il sistema è usato ancora oggi nelle pile a secco.
    1881 De Lalande e Chaperon brevettano la prima pila a elettrolita alcalino che ha una f.e.m. di 0,85 V.
    1900 All’epoca vengono sviluppati accumulatori alcalini nichel-cadmio e al nichel-ferro (Jungner e Th. A. Edison). Altri sistemi alcalini: cella AgO/Cd (Hubbell, 1908), AgO/Zn (Morrison, 1910).
    1940 Viene prodotta la pila a ossido di mercurio-zinco, molto usata durante la II guerra mondiale e ancora diffusa nelle applicazioni che richiedono una tensione costante.
    1941 André introdusse i separatori di cellofan per prolungare il tempo di vita e per tentarne la ricarica, fino alle celle stagne (o ermetiche), senza consumo dell’elettrolita utilizzabili in ogni posizione.