Al giorno d’oggi la nostra vita dipende molto dalle batterie, quasi quanto dall’elettricità: usiamo infatti le batterie in tantissime circostanze a cui spesso non badiamo neanche, nelle macchine, nei cellulari, nei laptop e in molti altri dispositivi elettronici ed è per questo motivo che è importante amche per chi non è esperto di elettronica sapere come le batterie che alimentano molti dei nostri apparecchi portatili funzionano e, soprattutto, cosa possiamo fare per usarle in maniera efficiente.
Vediamo quindi con ordine tutto quello che c’è da sapere sulle batterie.
La storia e lo sviluppo delle batterie
Come è noto, lo sviluppo delle batterie inizia nel 1800, quando l’italiano Alessandro Volta, inventò la pila, oggi nota come pila voltaica. La pila di Volta era essenzialmente costituita da una serie di elementi (detti appunto voltaici) sovrapposti: ognuno dei quali era formato da un disco di rame (sostituibile con l’argento) e da uno di zinco (sostituibile con lo stagno) separati da uno strato di cartone o feltro imbevuto in acqua salata (o acidulata).
I dischi alle estremità costituiscono gli elettrodi e, quando vengono collegati tramite un cavo elettrico, si crea appunto un circuito in cui circola corrente elettrica. La pila rappresenta perciò il primo esempio di generatore di elettricità. A Volta si devono anche gli studi per misurare l’elettricità, che ora in suo onore si misura in Volt.
Aumentando l’altezza della pila, l’intensità della corrente aumenta in modo proporzionale. Il termine “batteria” invece si deve a Benjamin Franklin, in relazione all’unità di artiglieria necessaria per ottimizzare le risorse.
Come funzionano le batterie
In termini molto semplici possiamo definire la batteria come un dispositivo che trasforma energia chimica in energia elettrica. Le batterie in commercio attualmente, come le AA, C o D hanno due estremità, una carica positivamente, e contrassegnata dal simbolo +, e l’altra negativamente, e quindi segnalata con il -. All’interno della batteria ci sono componenti che funzionano come nella pila voltaica, usando una varietà di molteplici elementi. Anche nei modelli odierni quindi gli elettrodi non si toccano reciprocamente ma sono separati da uno strato di elettrolita.
Quando si connette un cavo elettrico tra i due estremi, gli elettroni si muovono dal polo negativo a quello positivo e, di conseguenza, se viene collegato alla batteria una lampadina o un dispositivo elettronico, questo sarò in grado di accendersi o di funzionare. L’energia richiesta per far fluire la carica si misura in volt e si chiama tensione. Sappiamo che la tensione può assumere valori diversi a seconda del materiale usato all’interno della struttura della batteria.
Tipi di batterie
Al giorni d’oggi si sa che le batterie sono utilizzate in un gran numero di dispositivi. La divisione fondamentale è tra batterie primarie e secondarie. Il modo in cui queste producono energia è essenzialmente lo stesso. Le pile primarie (chiamate comunemente semplicemente batterie) sono quelle in cui le reazioni chimiche interne sono irreversibili: si tratta perciò di batterie non ricaricabili: quando tutti i reagenti si sono trasformati definitivamente in prodotti finali la batteria si scarica del tutto. Le batterie secondarie (chiamate anche accumulatori)invece sono ricaricabili e quindi riutilizzabili.
Le varie batterie primarie e secondarie si distinguono poi in base a capacità e tensione e quindi varia il tipo di dispositivo a cui sono destinate.
