La batteria al piombo-acido è uno dei tipi più comuni di batteria, ed è utilizzato in molti veicoli e sistemi di alimentazione di emergenza. Funziona grazie a una reazione chimica che si verifica tra due tipi di materiali: il piombo e l’acido solforico. Ecco come funziona in modo semplice:
- Composizione delle piastre: All’interno della batteria al piombo-acido, le piastre sono composte da materiale a base di piombo. L’anodo è costituito da piombo poroso, mentre il catodo è ricoperto di diossido di piombo (PbO2). Questa combinazione dei materiali consente la realizzazione delle reazioni chimiche necessarie per produrre ed immagazzinare energia.
- Elettrolita: L’acido solforico (H2SO4) funge da elettrolita all’interno della batteria. L’elettrolita svolge un ruolo fondamentale durante la reazione chimica con la quale trasferisce ioni elettricamente carichi tra le piastre, permettendo così il flusso di corrente elettrica attraverso il circuito esterno quando quest’ultimo è collegato alla batteria.
- Scarica e produzione di energia: Durante la scarica, la reazione chimica tra il piombo dell’anodo, il diossido di piombo del catodo e l’acido solforico genera una differenza di potenziale tra poli della batteria e quindi elettroni liberi nell’anodo. Questi elettroni, grazie alla ddp, cercano un percorso attraverso il circuito esterno per raggiungere il catodo, producendo quindi energia elettrica.
- Ricarica: Quando si ricarica la batteria, si inverte il processo chimico. Applicando una tensione esterna maggiore rispetto alla tensione prodotta durante la scarica, si costringono gli ioni di piombo e solfato a tornare alle loro posizioni originali sulle piastre. Questo processo ripristina la concentrazione di acido solforico (H2SO4) all’interno dell’elettrolita e quindi della carica elettrochimica della batteria, che torna pronta per una nuova scarica.
- Capacità e durata: La capacità di una batteria al piombo-acido è misurata in ampere-ora (Ah) ed è una misura della quantità di carica elettrica, e quindi di energia, che può immagazzinare. La durata della batteria dipende da come viene utilizzata e da vari altri fattori, tra cui la corrente di scarica e la temperatura ambiente.
- Manutenzione: Le batterie al piombo-acido liquido richiedono una manutenzione periodica. In particolare, è importante controllare il livello dell’acido all’interno della batteria e, se necessario, aggiungere acqua distillata per mantenere il livello ottimale dell’elettrolita (salvo che nelle batterie senza manutenzione il cui elettrolita non è in forma liquida ma solida o gelatinosa come nelle moderne AGM). Inoltre, le batterie possono essere sensibili alla scarica profonda e prolungata, che può ridurne la durata. La ricarica appropriata e la prevenzione della scarica completa prolungano la vita utile della batteria.
Le batterie al piombo-acido sono ampiamente utilizzate in veicoli come automobili, moto e scooter, oltre a essere impiegate in sistemi di alimentazione di emergenza, come gruppi elettrogeni. Offrono una fonte di energia affidabile e relativamente economica, ma hanno alcune limitazioni, come la necessità di manutenzione, il peso elevato e la densità energetica relativamente bassa rispetto ad alcune tecnologie di batterie più moderne. Come quella agli ioni di litio.
