Batterie Ricaricabili e Carica Batterie

Batterie ricaricabili

Batterie Ricaricabili e Carica Batterie

Ormai da diversi anni sono disponibili sul mercato batterie ricaricabili in diversi formati, e appositi dispositivi carica batterie.

Ma quali sono le caratteristiche delle  batterie ricaricabili e come funzionano i carica batterie?

Innanzitutto cercheremo di analizzare i tipi più diffusi di batterie ricaricabili reperibili sul mercato tra i prodotti di largo consumo, le Ni-MH e le Li-ion.

Batterie NiMH

Sono gli accumulatori Nichel – Metallo Idruro (in inglese: nickel-metal hydride).

Tra le più diffuse batterie ricaricabili per il prezzo particolarmente contenuto, spesso sotto i due euro a unità per il formato AA. Hanno sostituito le Ni-Cd bandite in Europa dal 2006 a causa della tossicità del Cadmio. La capacità delle Ni-MH è dal doppio al triplo delle vecchie batterie Nichel – Cadmio NiCd, non più in vendita, e anche l’effetto memoria è molto meno accentuato. Le Ni-MH sono le stesse batterie utilizzate da molti veicoli ibridi come ad esempio la Toyota Prius.

Le Ni-MH non raggiungono la densita energetica delle batterie al litio Li-Ion ma sono indicate per dispositivi che richiedono correnti di alimentazione elevate a causa della bassa resistenza interna.

Per quanto riguarda la ricarica è necessario applicare correnti di carica elevate ma di durata breve e interrotte prima di sovraccaricare l’accumulatore, piuttosto che correnti di carica basse applicate per lunghi periodi. Alcuni caricabatterie sono in grado di gestire la carica in modo “intelligente” e più idoneo per il tipo di batterie, le quali vengono riconosciute automaticamente da un apposito circuito. Inoltre la carica viene interrotta, dopo aver rilevato la tensione evitando di danneggiare l’accumulatore con una sovracarica.

Da evidenziare un fenomeno abbastanza diffuso ma poco noto: la scarica completa di una serie di batterie NiMh può invertire la polarità di alcune unità, danneggiandole in modo permanente. Questo caso si verifica tipicamente nelle macchine fotografiche o nelle telecamere, dove in caso di completa scarica di una singola batteria AA, le altre iniziano a caricarla a polarità inversa causando un danno permanente. E’ quindi indispensabile evitare la scarica completa. Molti dispositivi di ultima generazione però rilevano il livello di carica e si spengono prima che le batterie raggiungano il minimo. Dispositivi meno sofisticati, come giochi, macchine radiocomandate, flash di macchine fotografiche, non dispongono del circuito che rileva il livello di carica e in caso di scarica possono danneggiare in modo permanente alcune unità.

Pregi:

• costo contenuto
• effetto memoria più basso rispetto alle NiCd
• possibilità di emettere alte correnti di alimentazione

Difetti:

• effetto memoria ridotto ma presente
• capacità inferiore alle batterie Li-ion
• si danneggiano se scaricate totalmente

Batterie tipo Li-ion (al Litio)

Sono le più utilizzate per i moderni cellulari e dispositivi elettronici quali macchine fotografiche, videocamere, etc. Hanno infatti un’alta densità energetica.

Tra i vantaggi delle batterie al Litio vi è la lunga durata, la mancanza di effetto memoria, la posssibilità di immagazzinare notevoli quantità di energia in uno spazio relativamente limitato. Inoltre non contengono sostanze particolarmente tossiche e, in teoria, possono essere riciclate recuperando il Litio, attivando un’apposita procedura di smaltimento e recupero.

Le batterie al Litio possono entrare in un ciclo completo di produzione, utilizzo e riciclo del Litio per la produzione di nuove batterie, tale ciclo tuttavia dev’essere ancora definito e attivato con apposite norme.

Tra gli aspetti critici delle batterie al Litio, possiamo evidenziare che se utilizzate con dispositivi che richiedono un’alta potenza, come ad esempio computer portatili, videocamere, macchine fotografiche, possono guastarsi improvvisamente senza dare segni premonitori di cedimento e causando l’immediato spegnimento del dispositivo. Tale evento è meno probabile con le moderne batterie dotate di circuiti di protezione che evitano il danneggiamento da sovracarica e da scarica eccessiva.

Per dispositivi che assorbono una potenza inferiore, è spesso possibile utilizzare la batteria per tutta la vita utile. Se non utilizzate si scaricano mediamente solo del 5% al mese, molto meno rispetto ad altri tipi di batterie.

Un altro aspetto critico e non molto conosciuto delle batterie al litio è indubbiamente la caratteristica di degradarsi nel tempo a prescindere dall’utilizzo. In altre parole, anche se non utilizzate, perdono progressivamente le loro caratteristiche a partire dalla data di fabbricazione. Batterie Li-ion vecchie, anche se mai usate, apparentemente nuove e ancora nella confezione originale, potrebbero risultare quindi inutilizzabili. E’ necessario controllare sempre la data di fabbricazione soprattutto se si acquista il prodotto da piccoli rivenditori che a volte recuperano scorte di vecchie batterie a basso prezzo e le reimmettono poi sul mercato.

Se la carica della batteria al Litio scende a zero, si può verificare un danno permanente e irreversibile. I sistemi elettronici che utilizzano batterie al litio sono normalmente provvisti di una funzione che spegne il dispositivo prima che la batteria scenda sotto un certo livello di carica. Tale funzione è a volte assente in dispositivi quali giocattoli, flash per macchine fotografiche, auto radiocomandate, etc. In questi casi è indispensabile spegnere il dispositivo prima della scarica completa per evitare un danno irreversibile. Allo stesso modo, se un cellulare rimane spento per periodi molto lunghi, potrebbe non essere più possibile utilizzare la batteria al litio scesa a carica zero.

Le batterie al litio possono essere danneggiate in modo irreversibile, oltre che dalla scarica completa, anche da un’eventuale carica eccessiva. In questo caso è possibile anche l’esplosione della batteria, normalmente evitata da un circuito limitatore di carica che disattiva la carica se la batteria si avvicina al limite.

Principali regole di utilizzo delle batterie Li-ion

• Le batterie al litio devono essere caricate spesso e prima che esauriscano la carica.
• Non devono mai essere scaricate del tutto (0%) e neanche conservate scariche, perchè in questi casi subiscono danni irreversibili (vale anche per le auto elettriche che in questo caso possone subire danni di molte migliaia di euro)
• Se completamente cariche, devono essere utilizzate subito.
• Durante i periodi di inutilizzo è preferibile lasciare la batteria al litio con una carica di circa il 50%.
• Durante i periodi di inutilizzo, se prolungati, è opportuno conservare le batterie al litio in ambiente freddo, eventualmente in un frigorifero per ridurre la degradazione naturale.
• Le alte temperature, ad esempio automobili al sole o cellulari lasciati in spiaggia, vanno evitate, perchè determinano un rapido invecchiamento e degradazione della batteria al litio.
• L’invecchiamento delle batterie al litio inizia dalla data di fabbricazione, a prescindere dall’utilizzo. E’ quindi opportuno utilizzarle appena acquistate e verificare sempre la data di produzione. Batterie vecchie, anche se ancora sigillate e mai usate, potrebbero essere del tutto inutilizzabili.

Caricabatterie

Come abbiamo visto nella descrizione delle batterie Li-ion e Ni-MH, i caricabatterie devono essere appositamente progettati per effettuare la ricarica secondo parametri ben definiti.
E’ quindi opportuno acquistare prodotti di alta qualità che contengano processori in grado di gestire la carica in maniera precisa.

Da sottolineare che è indispensabile acquistare caricabatterie specifici. Quelli che caricano solo le Ni-MH e le Ni-Cd spesso non sono adatti per ricaricare anche le Li-ion, a meno che non siano stati progettati in tal senso. Bisogna quindi sempre leggere le specifiche dei caricabatterie per evitare di danneggiare ad esempio le batterie Li-ion, al Litio, caricandole con un caricabatterie per Ni-MH, e viceversa.
La funzione di scaricamento utilizzabile per ridurre l’effetto memoria delle Ni-MH o delle vecchie Ni-cd (se ancora in nostro possesso), può invece danneggiare in modo irreversibile le batterie Li-ion, che non devono mai essere scaricate totalmente.
Alcuni caricabatterie sono in grado di gestire in modo “intelligente” la ricarica, riconoscendo in automatico i diversi tipi di batteria e programmando il tipo di ricarica adatto. Possono ad esempio gestire sia la ricarica di Ni-MH, sia quella di Li-ion seguendo un programma specifico. Sono i dispositivi da preferire per evitare danni nelle fasi di ricarica.
In definitiva le batterie ricaricabili consentono notevoli risparmi, sia in termini di costi, sia per la possibilità di riutilizzare per centinaia di volte lo stesso dispositivo evitando di produrre inutili rifiuti.

Devono però essere utilizzate seguendo scrupolosamente le procedure previste, che sono diverse per le Ni-MH e per le Li-ion. In particolare, mentre le batterie al litio devono essere sempre mantenute cariche, all’opposto le batterie Ni-MH devono essere utilizzate effettuando l’intero ciclo di carica, scarica, e periodicamente devono essere scaricate per ridurre l’effetto memoria, ridotto ma pur sempre presente.