Batterie al piombo ricaricabili: guida completa

Le batterie al piombo ricaricabili sono una tipologia di batterie particolarmente diffuse per via della sua elevata potenza all’accensione e del basso costo. Si tratta di una delle prime batterie ricaricabili mai inventate: la sua creazione risale al 1859, ad opera del fisico francese Gaston Planté.

Nonostante il primo modello fosse stato costruito nel 1859, le batterie al piombo iniziarono a diffondersi solo nel 1869, con l’invenzione della dinamo che permise di sfruttare al massimo il suo poter essere ricaricata più e più volte.

Impiegate per lo più negli autoveicoli, le Batterie al Piombo oggi si presentano in numerose varianti sebbene il funzionamento resti lo stesso.

In questa guida analizzeremo i vari aspetti che caratterizzano le batterie al piombo ricaricabili, dal funzionamento ai vari modelli disponibili sul mercato.

Il termine batteria indica un qualsiasi apparato elettrochimico che converte l’**energia chimica in energia elettrica **attraverso una cella galvanica. Una cella galvanica, a sua volta, è un sistema estremamente semplice: comprende due elettrodi e una soluzione elettrolitica.

Nel caso di una batteria al piombo, entrambi gli elettrodi, catodo e anodo, sono a base di piombo. Più precisamente il catodo, l’elettrodo positivo, è costituito da diossido di piombo (PbO2). L’anodo, l’elettrodo negativo, è costituito da solo piombo spugnoso.

La soluzione elettrolitica è composta da acqua e acido solforico (H2SO4) secondo una concentrazione che varia dal 36,1% al 37,3%. Nella soluzione elettrolitica si verifica la dissociazione dell’acido solforico in ioni HSO4- e H3O+, o in ioni SO42- e H3O+.

La dissociazione dell’acido solforico va a creare una differenza di potenziale tra anodo e catodo pari a 2,05V. Tenendo conto che solitamente le batterie al piombo comprendo un totale di sei celle, la differenza di potenziale complessiva è di 12,3V. Per quanto riguarda, invece, le batterie a 3 celle, la differenza di potenziale complessiva sarà di 6,15V.

Un altro motivo per cui le batterie al piombo sono talmente diffuse, oltre al prezzo molto basso, è l’alto livello di efficienza, che si aggira tra l’85% e il 95%. Il livello di efficienza indica la capacità della batteria di limitare le dispersioni di corrente sotto forma di calore, specialmente per quel che riguarda la fase di carica.

Come si era accennato prima, le batterie al piombo sono state create nel 1859 e nel corso dei secoli hanno visto varie evoluzioni e miglioramenti rispetto alla loro forma originaria. Oggi esistono numerosi tipi di batterie al piombo.

In particolar modo vengono fatte due distinzioni fondamentali. La prima tiene conto dei campi di applicazione, tra **Automotive e **Deep-Cycle.

Le Automotive sono batterie che vengono impiegate per lo più nei veicoli: la grande potenza che mette a disposizione una batteria al piombo sono estremamente utili per i servizi e l’avviamento di moto e auto.

**Le **Deep –Cycle, invece, includono le applicazioni fotovoltaiche e i sistemi di backup elettrici.

La seconda distinzione, invece, riguarda i diversi tipi di costruzione delle batterie al piombo, motivo per cui necessitano di maggiore approfondimento.

AGM

Le batterie al piombo AGM sono batterie sigillate, o ermetiche, che non necessitano di alcun tipo di manutenzione. **AGM sta per **Absorbed Glass Mat, che sarebbe il principio di costruzione di questa tipologie di batterie.

Rispetto alle normali batterie al piombo, infatti, le batterie AGM non presentano una camera in cui viene inserito l’elettrolita, ma un tessuto in fibra di vetro. Questo tessuto è impregnato di elettrolita ed è posto tra un elettrodo e l’altro.

Per resistere all’alta corrosività della soluzione di acido solforico, il tessuto è realizzato con finissima fibra di vetro boro-silicato. L’impiego di un tessuto imbevuto evita che in caso di traumi o urti si possa presentare la possibilità di dispersione di elettrolita, cosa che potrebbe danneggiare l’intera batteria, oltre ad essere estremamente pericoloso per le persone.

Per ottenere una dispersione di elettrolita con le batterie AGM bisogna mettercisi di impegno.

I vantaggi principali delle batterie al piombo AGM riguardano le modalità di caricamento, la resistenza interna particolarmente bassa e l'alta resistenza dell’apparecchio.

Caricare una batteria AGM non richiederà caricatori o regolatori appositi: la modalità di carica, sia per quanto riguarda le tensioni che le capacità nominali di corrente, infatti, è pressoché identica ad una batteria di tipo standard.

Il fatto che abbia una resistenza interna molto bassa, inoltre, impedisce che la batteria si surriscaldi se esposta ad elevati correnti di carica. Questo va ad influire positivamente anche sui normali processi di ossidazione degli elettrodi, rendendola una batteria che virtualmente non necessita di alcuna manutenzione.

Infine, la modalità di assemblaggio delle batterie AGM le rende in grado di resistere a urti e vibrazioni meglio di qualsiasi altro apparecchio.

 

GEL

Sono dette batterie al piombo GEL tutte quelle batterie che presentano l’elettrolita in stato gelatinoso. Sono apparecchi pensati appositamente per resistere a condizioni ambientali estreme in quanto sono molto robuste e resistenti.

Anche in occasioni di elevate escursioni termiche, l’elettrolita a stato gelatinoso riesce a reagire positivamente e a non stratificarsi mai.

In generale presentano migliori statistiche non solo per quel che riguarda la resistenza sia dell’involucro che dell’equilibrio chimico dell’elettrolita. Anche per quanto riguarda i cicli e la durata di vita le batterie GEL risultano essere più performanti.

Capaci di sopportare anche 400 cicli di carica/scarica al 100%, sono principalmente impiegate negli scooter elettrici, nel settore fotovoltaico e eolico, nelle macchine per la pulizia, nella nautica e negli impianti sanitari e per disabili.

A favorire questa molteplicità di impieghi è proprio l’alta resistenza sia a vibrazioni e urti che a escursioni termiche elevate.

L’unico svantaggio rispetto alle batterie AGM sta nel fatto che il processo di carica è molto meno flessibile e le batterie GEL necessitano di un caricatore apposito. La tensione massima, infatti, non deve mai superare i 14.4V. Se non si rispettano questi delicati parametri si rischia di danneggiare irreparabilmente l’accumulatore.

La corretta manutenzione di una batteria al piombo ricaricabile è essenziale per assicurarsi il corretto funzionamento dell’apparecchio e prevenire l’invecchiamento precoce da usura.

In particolare le manutenzioni che una batteria al piombo necessita sono stagionali (estate e inverno), e comprendono:

• Controllare che l’involucro della batteria sia integro In caso contrario è necessario o sostituirla o farla riparare da un professionista, in base sia al tipo di batteria che alla gravità della situazione;
• Pulire accuratamente la parte superiore della batteria, in particolare i morsetti e i collegamenti. La pulizia è consigliabile farla con una soluzione di acqua e bicarbonato per rimuovere sporcizia e umidità, due fattori importanti nello scaricamento precoce della batteria;
• Curare i terminali di contatto, pulendoli e ingrassandoli per evitare eccessiva corrosione;
• Nelle batterie ad acido libero, ovvero nelle batterie di tipo tradizionale, controllare il livello dell’elettrolita e rimboccarlo, se necessario, usando SOLO acqua distillata;
• Ricaricare regolarmente la batteria per evitare che si scarichi a fondo. Meglio sempre impiegare caricatori intelligenti in modo da non correre il rischio di una sovraccarica;

Inoltre è importante sfatare un mito: molti pensano che lasciando acceso il veicolo anche se non è in movimento, l’alternatore ricarichi automaticamente anche la batteria.

Ciò corrisponde a vero solo in parte e, in generale, non è una pratica salutare in quanto le cariche parziali non fanno che accelerare il processo di deterioramento, specialmente se non sono accompagnate da cariche totali.

Sovraccaricare una batteria, infatti, può portare alla distruzione dell’elettrolita: evaporazione nel caso di batterie tradizionali o AGM, creazione di bolle interne nel caso di batterie GEL.

Un accorgimento particolare, tuttavia, è d’obbligo se si parla di manutenzione: come abbiamo detto in precedenza, questi apparecchi contengono una soluzione di acido solforico a discreta concentrazione. In caso di contatto della sostanza con la pelle, non bisogna in alcun modo avvicinare la parte interessata a occhi, naso o bocca. Dopo aver lavato la parte del corpo abbondantemente sotto acqua corrente, è opportuno recarsi ad un Pronto Soccorso.

Lo smaltimento di batterie al piombo danneggiate irreparabilmente o ormai esaurite è a carico dei produttori. A stabilirlo è stato il Decreto Legislativo 188 del 20 Novembre 2008.

Specialmente per quanto riguarda le batterie al piombo, infatti, esse contengono sostanze altamente dannose per l’ambiente, come il piombo (un metallo pesante altamente tossico) e l’acido solforico, anch’esso estremamente velenoso.

Il piombo ricavato dalle batterie al piombo può essere riciclato, poiché presenta le stesse caratteristiche e grado di raffinazione del piombo ottenuto da minerale.

Attualmente il 60% del piombo riciclato viene impiegato per la creazione di nuovi accumulatori, il 18% viene impiegato per il rivestimento dei cavi di trasporto energia; il 15% viene impiegato nelle industrie della ceramica e nelle industrie chimiche. Infine il 17% è destinato alla realizzazione di lastre e tubi per l’edilizia, pallini da caccia e apparecchiature radiologiche.

Estremamente dannose se abbandonate, dunque, le batterie esauste devono essere ritirate o riportate direttamente al produttore.