Com’è fatta la batteria al litio

Le batterie al litio, comunemente note come batterie agli ioni di litio, sono dispositivi di accumulo di energia molto diffusi grazie alla loro elevata densità energetica, lunga durata e basso effetto memoria. Ecco come sono generalmente strutturate:

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1. Anodo: L’anodo è tipicamente realizzato in grafite (carbonio) che ospita gli ioni di litio durante la fase di scarica della batteria.
2. Catodo: Il catodo può essere costituito da diversi materiali, tra cui ossidi di metalli come il litio-cobalto (LiCoO2), il litio-ferro-fosfato (LiFePO4) o il litio-manganese (LiMn2O4). Questi materiali variano a seconda delle specifiche prestazioni desiderate, come densità energetica, sicurezza e durata.
3. Elettrolita: L’elettrolita è una soluzione liquida, un gel o un solido contenente sali di litio (come LiPF6, LiBF4, o LiClO4) disciolti in solventi organici. Questo consente il movimento degli ioni di litio tra l’anodo e il catodo durante i cicli di carica e scarica.
4. Separatore: Il separatore è un materiale microporoso, spesso realizzato in polietilene (PE) o polipropilene (PP), che impedisce il contatto diretto tra anodo e catodo, evitando cortocircuiti, ma consente il passaggio degli ioni di litio.

Funzionamento

Durante la carica:

• Gli ioni di litio si spostano dal catodo all’anodo, attraversando l’elettrolita.
• Gli elettroni vengono forzati a fluire attraverso un circuito esterno dal catodo all’anodo per bilanciare il flusso di cariche.

Durante la scarica:

• Gli ioni di litio si spostano dall’anodo al catodo, di nuovo attraversando l’elettrolita.
• Gli elettroni fluiscono attraverso il circuito esterno dall’anodo al catodo, fornendo energia al dispositivo collegato.

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Struttura Fisica

Le batterie agli ioni di litio sono disponibili in diverse forme e dimensioni, tra cui:

• Cilindriche (es. 18650)
• Prismatiche
• Pouch (a sacchetto)

Questa flessibilità consente di adattarle a varie applicazioni, dai piccoli dispositivi elettronici ai veicoli elettrici.

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In sintesi, una batteria al litio è composta da un anodo, un catodo, un elettrolita e un separatore, che lavorano insieme per accumulare e rilasciare energia attraverso il movimento degli ioni di litio.