Una batteria è un dispositivo che crea energia elettrica mediante reazioni chimiche. Esistono due tipi di batterie: a celle umide e a celle a secco. Una batteria a celle umide funziona per mezzo di una soluzione di elettrolita liquido, mentre in una batteria a celle a secco la soluzione è sotto forma di pasta. Alcune celle umide possono essere ricaricate, mentre altre funzionano solo per un periodo di tempo più breve. Alla fine, tuttavia, tutte queste batterie diventano inutilizzabili e devono essere sostituite.
Tipi diversi
Esistono diversi tipi di batterie a celle umide, classificate come “primarie” o “secondarie”. Una batteria primaria può essere utilizzata solo fino a quando i suoi prodotti chimici non sono esauriti e non possono più reagire tra loro. Al contrario, una batteria secondaria può essere ricaricata invertendo efficacemente il processo chimico interno utilizzato per generare una carica.
Composizione di alcune batterie
La maggior parte delle automobili utilizza una batteria a celle umide. La batteria al piombo, spesso presente in tali veicoli, è una batteria secondaria che contiene piombo, ossido di piombo, piastre e una soluzione di elettrolita liquido contenente il 65% di acqua e il 35% di acido solforico. Alcune delle piastre sono anodi attaccati al terminale negativo, mentre gli altri sono catodi attaccati al terminale positivo.
Come Funziona
Quando un carico è collegato ai terminali della batteria a celle umide, si verifica una reazione chimica tra il piombo, l’ossido di piombo e la soluzione elettrolitica. Come risultato della reazione, l’elettricità scorre attraverso i terminali verso il carico e l’acido solforico viene rimosso dalla soluzione e legato alle piastre. Quando la batteria viene ricaricata facendo passare una corrente inversa attraverso di essa, i legami tra le piastre e l’acido solforico si rompono e l’acido solforico ritorna nella soluzione liquida, permettendogli di fornire più elettricità.
Uso e sostituzione a lungo termine
Dopo un uso prolungato, una batteria a celle umide non è più in grado di fornire elettricità sufficiente al carico ad essa collegato. Questo accade perché nel tempo, il materiale nelle piastre positive si sfalda durante la normale espansione e contrazione dei cicli di scarica e carica. Man mano che il materiale si sfalda, le piastre diventano più piccole e le scaglie formano un sedimento sul fondo della batteria che alla fine fa cortocircuitare le piastre e uccide completamente la batteria.
Una batteria a celle umide spesso muore più rapidamente in un clima caldo perché il calore fa sì che le piastre accumuli o perdano materiale, e anche perché l’acqua evapora dalla soluzione elettrolitica. Inoltre, l’uso prolungato della batteria, le vibrazioni eccessive e il sovraccarico possono far morire la batteria più velocemente. Una volta raggiunto questo punto, non può più essere ricaricato e deve essere sostituito.
Storia delle cellule umide
Le batterie sono state utilizzate per oltre un secolo e le prove archeologiche mostrano che le celle galvaniche potrebbero essere state utilizzate 2,000 anni fa. La batteria a celle umide è stato uno dei primi tipi di batterie moderne ad essere sviluppato. John Frederic Daniell creò la prima batteria a celle umide nel 1836, che era superiore alle versioni precedenti perché era più sicura e affidabile, sebbene non potesse essere spostata ed era piuttosto fragile. Da allora, una serie di miglioramenti ha prodotto quelle batterie comunemente usate oggi.