La potente tecnologia delle batterie agli ioni di litio sta cambiando il modo in cui molti di noi svolgono il proprio lavoro. Ma cos'è una batteria agli ioni di litio e come funziona?
Sono nei vostri telefoni e nei vostri pc. Negli spazzolini elettrici e in un numero sempre crescente di dispositivi medici. Alimentano la telecamera del campanello e il golf cart che usate per attraversare il campo. Forse non vi capiterà spesso di vedere fisicamente una batteria agli ioni di litio, ma le troverete ogni giorno a casa e sempre più spesso sul posto di lavoro, dove in tutti i settori stanno alimentando una rinnovata ondata di innovazione, sostenibilità ed efficienza. Ma come funzionano?
Sebbene non sia necessaria una profonda conoscenza tecnica della tecnologia agli ioni di litio per mantenere il vostro telefono acceso e i vostri denti puliti, la consapevolezza di ciò che accade all'interno di una cella vi aiuterà a ottenere il massimo da queste batterie al lavoro, dove anche una conoscenza di base vi aiuterà a preservare il funzionamento delle vostre operazioni, la conformità della vostra azienda e la sicurezza dei vostri dipendenti.
Cosa sono gli ioni di litio? Breve storia
Le batterie al litio iniziano ad essere sviluppate già dai primi anni del 1900, ma diventano commercialmente valide solo negli anni Settanta. Le prime celle non erano riutilizzabili e i tentativi di sviluppare batterie al litio che potessero essere ricaricate più e più volte hanno rivelato i limiti inerenti all'uso di questa tecnologia, non ultimo il rischio di cortocircuito della batteria stessa.
Ciò ha avuto ripercussioni piuttosto pericolose, come le cosiddette fughe termiche, e un enorme ritiro delle batterie dal mercato da parte del Giappone nel 1991, quando qualcuno rimase ferito da una di esse..
Per ovviare a questo problema, iniziò la ricerca di alternative non metalliche che utilizzassero ioni di litio. Pur non essendo esente da rischi, queste soluzioni erano molto più stabili e, nello stesso anno in cui molte batterie al litio sono state ritirate dal mercato, le prime batterie agli ioni di litio (Li-ion) sono state approvate per l'uso commerciale.
Cos'è una batteria agli ioni di litio?
A differenza del suo predecessore al litio, la batteria agli ioni di litio è ricaricabile. Naturalmente, questo l'ha resa un tipo di batteria molto interessante, con applicazioni diffuse in tutti i settori.
Leggere, affidabili e potenzialmente realizzabili in dimensioni molto ridotte, le batterie agli ioni di litio sono diventate una fonte di energia comune per un'ampia gamma di dispositivi elettronici, dai già citati smartphone, computer portatili ed elettrodomestici a tutti i tipi di veicoli elettrici e persino ai sistemi di accumulo di energia su vasta scala. Possono essere ricaricate rapidamente e con relativa facilità e non hanno bisogno di essere completamente cariche prima di essere utilizzate. (Anzi, è consigliabile non caricarle completamente, perché il sovraccarico comporta un rischio maggiore).
Come funzionano le batterie agli ioni di litio?
Le batterie agli ioni di litio contengono in genere un anodo, un catodo e un separatore che impedisce il contatto diretto tra i due. In parole povere, questo impedisce alla batteria di andare in cortocircuito. Contengono inoltre elettroliti e due collettori di corrente (uno positivo e uno negativo).
Il design effettivo della batteria può variare a seconda della marca e del produttore. In alcuni casi, ad esempio, un polimero è legato all'elettrolita a livello molecolare. In questi casi, non è necessario che la cella contenga un separatore.
Quando la batteria è in uso, gli ioni di litio attraversano l'elettrolita verso il catodo. Il movimento degli ioni di litio crea elettroni liberi nell'anodo, creando una carica nel collettore di corrente positivo.
La corrente elettrica scorre quindi attraverso il dispositivo in questione fino al collettore di corrente negativo. Quando la batteria è in carica, il processo si inverte (gli ioni di litio vengono rilasciati dal catodo e ricevuti dall'anodo).
Quanto durano le batterie agli ioni di litio senza essere ricaricate?
La risposta a questa domanda varia in base a diversi fattori, come la capacità della batteria, l'utilizzo del dispositivo e l'età della batteria. In linea di massima, una batteria agli ioni di litio completamente carica può durare da 2 a 4 giorni senza essere ricaricata, a seconda dell'utilizzo.
Se invece le utilizzate per alimentare carrelli elevatori di alta qualità per operazioni di magazzino 24 ore su 24, 7 giorni su 7, noterete che si esauriscono molto più rapidamente!
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È importante notare che la batteria non perde carica solo quando è in funzione. Se la batteria viene lasciata inutilizzata per lunghi periodi, si scarica ugualmente. È consigliabile caricare regolarmente la batteria per garantire prestazioni e durata ottimali, ma non tanto da sovraccaricarla. Come già accennato in precedenza, ciò comporterebbe altri problemi. |
Batteria agli ioni di litio vs. acido di piombo
L'uso delle batterie agli ioni di litio ha rivoluzionato il modo in cui utilizziamo e immagazziniamo l'energia, offrendo un'opzione più efficiente e affidabile rispetto alle tradizionali batterie al piombo. Ma molte aziende gli sono ancora fedeli. Come si differenziano le due tipologie di batterie?
- In primo luogo, le batterie agli ioni di litio hanno una densità energetica superiore a quella delle celle al piombo. Ciò significa che possono immagazzinare più energia in uno spazio più piccolo.
- In secondo luogo, hanno una durata maggiore, possono essere ricaricate più volte e non soffrono dello stesso "effetto memoria" delle batterie al piombo-acido.
- Infine, le batterie agli ioni di litio sono più leggere e compatte di quelle al piombo, il che le rende ideali per dispositivi portatili come smartphone e laptop.
Nonostante siano ormai ampiamente diffuse, le batterie agli ioni di litio devono ancora affrontare problemi come la sicurezza e il loro impatto ambientale, sia positivo che negativo. La ricerca attuale si concentra sul miglioramento delle loro prestazioni e sull'incremento della loro sostenibilità.
In genere sono più costose delle batterie al piombo, sia per l'acquisto iniziale che per l'installazione. È necessario investire in soluzioni di stoccaggio specifiche per proteggere il personale e lo spazio di lavoro dal rischio di incendio o di esplosione delle batterie (e per proteggere le batterie fattori esterni che potrebbero danneggiarle, come il calore).
Inoltre, devono essere smaltite in modo responsabile, Inoltre, devono essere smaltiti in modo responsabile, anche se questo vale anche per le batterie al piombo-acido.
In generale, se le attività lo permettono, le batterie agli ioni di litio sono di solito la scelta migliore per la maggior parte delle applicazioni, grazie alla loro maggiore densità energetica, alla durata più lunga e alle dimensioni ridotte.
Letture correlate: Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle batterie agli ioni di litio?
Gli ioni di litio possono migliorare le vostre attività?
Sia che stiate già utilizzando le batterie agli ioni di litio o che le stiate prendendo in considerazione per la prima volta, questa tecnologia ha il potenziale per aiutarvi a fare di più spendendo meno. Ci auguriamo che questo articolo vi aiuti a sentirvi più sicuri a riguardo e a utilizzare le batterie agli ioni di litio in modo più responsabile nelle vostre attività.
