Le batterie al piombo sono ampiamente utilizzate in varie applicazioni, tra cui quelle automobilistiche, i sistemi di energia rinnovabile e gli alimentatori di riserva. Comprenderne i meccanismi interni e il funzionamento è essenziale per un corretto utilizzo e una manutenzione efficienti di queste batterie.
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Una batteria al piombo è costituita da diversi componenti chiave:
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Piastre positive e negative
La batteria contiene piastre positive e negative costituite da strutture di piombo rivestite con biossido di piombo (positivo) e piombo puro (negativo). Queste piastre permettono le reazioni elettrochimiche all’interno della batteria liberando elettroni.
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Elettrolita
Una soluzione elettrolitica, tipicamente acido solforico (H2SO4) al 33.1% in acqua distillata, riempie lo spazio tra le piastre e agisce come mezzo per il movimento degli ioni e la conduzione elettrica.
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Separatore
Un separatore, solitamente realizzato in materiali microporosi, viene posizionato tra le piastre positiva e negativa per evitare cortocircuiti e consentire il flusso di ioni.
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Contenitore e coperture
La batteria è contenuta in una custodia in plastica resistente con coperture rimovibili, che garantisce l’integrità dei componenti interni e protegge da danni esterni.
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Durante la scarica, l’energia chimica immagazzinata viene convertita in energia elettrica.
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Reazioni di scarica
Nella reazione chimica di scarica della batteria collegata ad un utilizzatore, sia la piastra positiva costituita da biossido di piombo (PbO2) che quella negativa costituita da piombo puro (Pb), vengono convertite in solfato di piombo (PbSO4).
Questa reazione chimica genera elettroni che fluiscono attraverso il carico collegato, producendo corrente elettrica.
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Durante la carica, la batteria al piombo subisce un processo elettrochimico noto come scarica inversa.
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Reazione di carica
La reazione elettrochimica della ricarica, fa si che sulla piastra positiva il solfato di piombo (PbSO4) viene riconvertito in biossido di piombo (PbO2), mentre sulla piastra negativa in piombo puro (Pb).
in questo processo elettro-chimico viene anche ristabilita la concentrazione di acido solforico dell’elettrolita originaria che tende a tornare l 33,1%.
Quando non è più possibile ristabilire questi equilibri, la batteria ha concluso il suo ciclo di vita e deve essere sostituita.
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Le batterie al piombo hanno un design robusto e affidabile, che le rende adatte a varie applicazioni. Comprendere i loro componenti e il loro funzionamento durante i processi di carica e scarica è importante per poterla mantenere al meglio ed allungarne la vita il più possibile.
