Pile Energizer Ultimate Lithium AA

Che si tratti di fotocamere digitali, sistemi di sicurezza domestica o dispositivi telecomandati che richiedono un'alimentazione affidabile, le batterie Energizer Ultimate Lithium AA offrono soluzioni energetiche affidabili. Realizzate con celle non ricaricabili con chimica al litio puro per una maggiore potenza e durata.

Possono sopportare molti cicli di carica/scarica e possono durare fino a 20 anni se immagazzinati, ma possono esplodere violentemente se maltrattati.

Tensione

La tensione delle batterie al litio varia a seconda dell'uso e della quantità di carica residua, che può essere facilmente verificata con un misuratore di Volt collegando i puntali ai terminali positivo e negativo. Una batteria appena tolta dalla confezione ha una tensione a circuito aperto (OCV) superiore a 1,5 V; al contrario, una batteria prelevata da una telecamera da trail che si è già parzialmente scaricata avrà un OCV inferiore a questo livello.

Le batterie Energizer Ultimate Lithium vantano una durata doppia e una conservazione più lunga rispetto alle batterie alcaline AA standard, con un'autoscarica ridotta. Ciò significa che potrete catturare ricordi con la fotocamera digitale, proteggere la vostra casa con sistemi di sicurezza intelligenti o gestire dispositivi controllati a distanza più a lungo senza preoccuparvi di sostituire le batterie ogni volta che si esauriscono.

Ogni dispositivo ha esigenze di alimentazione diverse, il che spiega perché esistono quattro formati di batterie: AA, AAA, C e 9V. Le batterie AA sono le più utilizzate per alimentare orologi, giocattoli e telecomandi; altre applicazioni comuni sono le torce, le radio portatili e gli strumenti musicali.

Le batterie AA ricaricabili sono disponibili in vari tipi di chimica: nichel-cadmio, nichel-metallo idruro e ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio (o "celle agli ioni di litio") sono batterie AA ricaricabili ampiamente utilizzate dagli smartphone e dai tablet; in genere forniscono tra 3,6 e 3,7 V per cella. Il loro numero di codice è solitamente 14500 invece di AA.

Le batterie al litio possono avere un anodo costituito da polvere di solfuro di ferro combinata con grafite in polvere o un catodo costituito da composto di litio disciolto in un elettrolita, a seconda della loro composizione chimica. Le batterie alcaline hanno in genere anodi composti da zinco e ossido di manganese, mentre i catodi utilizzano idrossido di potassio o di sodio, il che rende le batterie al litio molto più potenti. Anche la diversa composizione chimica contribuisce alla loro maggiore potenza. Queste batterie sono più ecologiche delle normali pile alcaline AA perché non contengono il mercurio presente nelle pile alcaline usa e getta e sono più leggere di circa un terzo rispetto a quelle tradizionali; inoltre, riciclandole non rilasciano sostanze chimiche tossiche nell'ambiente.

Capacità

Le batterie al litio si misurano in milliampere (mAh). Più alto è il valore in milliampere, maggiore è l'energia che una batteria al litio è in grado di fornire e quanto a lungo inizia a esaurirsi; le batterie al litio offrono valori di mAh molto più elevati rispetto a quelle alcaline, il che le rende ideali per i dispositivi ad alto consumo, come le fotocamere digitali e le torce elettriche; inoltre, hanno tassi di autoscaricamento più bassi che consentono di conservare l'energia più a lungo.

La chimica delle batterie al litio gioca un ruolo fondamentale per le loro prestazioni e la loro utilizzabilità. Mentre le batterie alcaline utilizzano elettrodi di zinco e ossido di manganese, le batterie al litio contengono anodi metallici di litio o polvere di solfuro di ferro mescolata a grafite in polvere; fanno la loro comparsa anche alcuni composti di litio disciolti in solventi organici. Non solo le batterie al litio sono più potenti di quelle alcaline in termini di mAh, ma anche la loro capacità superiore le distingue da queste ultime.

Le batterie Energizer Ultimate Lithium hanno una capacità di 3000 mAh, che le rende una delle batterie al litio AA con la più alta capacità sul mercato. Inoltre, la loro durata le rende altamente raccomandabili; queste batterie al litio AA si trovano in diversi dispositivi, tra cui telecomandi e fotocamere digitali; inoltre, il loro basso tasso di autoscaricamento le rende adatte agli utenti abituali.

Le batterie al litio AA ricaricabili sono disponibili in vari tipi di chimica, dal nichel-cadmio all'idruro di nichel-metallo e agli ioni di litio. Le pile NiCd e NiMH offrono in genere 1,2 V, mentre le pile agli ioni di litio offrono in genere tra 3,6 e 3,7 V. Le celle agli ioni di litio sono spesso indicate con la sigla 14500, mentre quelle all'idruro di nichel-metallo riportano spesso il numero di codice 875.

Le batterie al litio si trovano in molti negozi di elettronica e sono disponibili sia in versione alcalina che ricaricabile, per l'uso in dispositivi elettronici domestici come sveglie e giocattoli per bambini. Le celle agli ioni di litio possono essere utilizzate anche per alimentare i computer portatili o altri dispositivi elettronici che necessitano di brevi scariche di elettricità; queste batterie possono essere acquistate online o presso i negozi locali e in genere costano di più di quelle alcaline.

Autoscarica

L'autoscarica delle batterie al litio si riferisce a una reazione interna che riduce la capacità in assenza di fonti di alimentazione esterne, anche quando non sono collegate a un'applicazione o a un dispositivo. Sebbene questo processo si verifichi naturalmente nel tempo, un'autoscarica troppo frequente può diventare pericolosa; in casi estremi può addirittura provocare una fuga termica in cui i gas caldi fuoriescono dall'interno della batteria e si diffondono pericolosamente nell'ambiente circostante.

I tassi di autoscarica delle LiB dipendono da diversi fattori, tra cui le materie prime, la temperatura e la composizione dell'elettrolita. Alcuni di questi elementi influenzano anche l'ossidazione dell'anodo, che porta alla formazione di dendriti, e alti livelli di impurità di ferro che precipitano nell'elettrodo negativo e creano cortocircuiti interni, con conseguenti alti tassi di autoscarica e scarsa stabilità.

Capire quali sono i fattori che contribuiscono all'autoscarica delle batterie agli ioni di litio per ridurla al minimo e quindi prolungarne la durata. Un fattore chiave è la qualità dell'elettrolita; un elettrolita eccellente può ridurre drasticamente l'autoscarica. Gli elettroliti allo stato solido e gli additivi conduttivi possono aumentare il contatto tra gli elettrodi e l'elettrolito, riducendo le reazioni indesiderate tra l'elettrolito e gli elettrodi.

La costanza delle batterie al litio è un altro fattore chiave che influenza il loro tasso di autoscarica, con prestazioni incoerenti che portano all'autoscarica o ad altri problemi come la polarizzazione.

Per valutare accuratamente una batteria agli ioni di litio, è indispensabile utilizzare un sistema di test avanzato. Questo permette di misurare con precisione la resistenza interna, la tensione e la capacità, aiutando al contempo a identificare eventuali difetti o guasti all'interno delle celle.

Contrariamente ai metodi convenzionali, questa tecnica veloce è in grado di determinare rapidamente l'autoscarica delle batterie al litio a livello di cella. Scegliendo una soglia OCV che riduce al minimo gli effetti della polarizzazione e valuta la qualità della batteria in tempi brevi. Inoltre, questo approccio elimina i lunghi processi di riposo che possono danneggiare le batterie nella loro interezza.

Esplosioni

Le batterie al litio alimentano molti dei nostri dispositivi di consumo preferiti, dagli spazzolini da denti agli scooter elettrici. Purtroppo, negli ultimi anni le batterie al litio sono state anche collegate a incendi ed esplosioni; gli impianti di riciclaggio adottano quindi diverse misure di sicurezza per assicurarsi di non maneggiare dispositivi che potrebbero diventare potenzialmente esplosivi.

Matt Plummer è direttore delle operazioni presso l'impianto di riciclaggio Sunnking di Western New York, che raccoglie e smista i prodotti elettronici raccolti dai consumatori per il riciclaggio o lo smaltimento. Nei primi mesi di lavoro, Plummer ha sperimentato in prima persona quanto velocemente le cose possano degenerare quando si ha a che fare con batterie scartate in modo improprio.

Le celle delle batterie al litio possono subire una fuga termica ed esplodere se vanno in cortocircuito, si surriscaldano, si danneggiano o sono difettose - spesso a causa di difetti interni di fabbricazione, difetti di saldatura o contaminazione da microparticelle metalliche; oppure a causa di difetti microscopici all'interno del loro separatore (Ruiz e Pfrang 2018), che a loro volta innescano reazioni esotermiche all'interno della cella della batteria che alla fine portano all'accumulo di pressione fino all'esplosione (Loveridge et al. 2018).

Le esplosioni che coinvolgono le batterie al litio possono produrre un'enorme nube di detriti contenenti aerosol tossici composti da vapori e particelle solide di carbonio, ossigeno e alluminio, carbonati di metalli di transizione e ustioni secondarie indotte da ioni di fluoro, creando una miscela potenzialmente letale per qualsiasi paziente che si trovi nelle vicinanze. Questi aerosol possono causare gravi problemi medici, tra cui ustioni primarie, secondarie e terziarie, nonché effetti sistemici dovuti all'inalazione di ioni di fluoro.

L'UL Fire Safety Research Institute ha condotto ricerche approfondite su questo argomento e ha sviluppato un corso di formazione online per insegnare ai vigili del fuoco come identificare e rispondere ai dispositivi di mobilità elettronica alimentati da batterie al litio e ai loro componenti alimentati da celle agli ioni di litio. Il corso gratuito, The Science of Fire and Explosion Hazards from Lithium-Ion Batteries (La scienza dei rischi di incendio ed esplosione delle batterie agli ioni di litio), esplora i fenomeni fisici alla base dello sviluppo di incendi ed esplosioni nelle celle delle batterie agli ioni di litio.