Citazione:
Originalmente inviato da forbice  ma mi spieghi cosa intendi per meccanico ?
mi dai dei link utili dove si spiega questo fattore meccanico per favore ?
l'avrai letto su qualche libro o su qualche sito , penso
grazie .....
cosi rimangono informazioni per tutti ....... |
Scusate il papiro
Vediamo innazitutto come e' fatta una batteria ricaricabile agli ioni di litio: possiamo evidenziare 4 elementi principali:
Anodo: in scarica fornisce gli elettroni al circuito esterno venendo
ossidato da una reazione elettrochimica. quasi tutte le batterie che usiamo nei nostri modelli hanno l'anodo in grafite (carbonio) di qualche sorta, le piu' di moda oggi in grafene (!), che sempre grafite e'...
Catodo: in scarica si prende gli elettroni dal circuito esterno e viene
ridotto da una reazione elettrochimica. E' solitamente realizzato da un composto di Litio con un metallo di transizione ossidato, solitamente Cobalto o Manganese (LiCoO2 - LiMn2O4 etc..) oppure, nelle LiFe da un fosfato di ferro (LiFePO4). Il potenziale di ossidoriduzione del composto e' il responsabile della caratteristica tensione massima della batteria.
Elettrolita: permette il passaggio degli ioni dall'anodo al catodo o viceversa. puo' essere una soluzione liquida, un gel o un polimero (guarda caso nelle nostre LiPO!)
Separatore: e' una membrana permeabile agli soli ioni di litio, e serve ad evitare che impurita' o altri ioni possano migrare dai due poli della batteria evitando deterioramenti o corti.
Anodo e catodo sono realizzati in modo da essere porosi agli ioni di litio, questo ne aumenta la superficie e quindi la quantita' di ioni Li+ possono assorbire.
tale quantita di ioni Li+ e' di fatto la capacita' della batteria, la capacita' della batteria e' infatti una unita' di misura della carica elettrica e non va confusa con la capacita' di un condensatore.
Possiamo dunque pensare alla batteria come ad un marchingegno che contiene delle cariche (gli ioni di litio) che in scarica scorrono dall'anodo verso il catodo dove devono intercalarsi in mezzo poroso.
La velocita di diffusione (che e' un processo fisico e non chimico) degli ioni nel composto del catodo e' il principale fattore che determina la resistenza interna della batteria. Esso causa anche una pressione meccanica che tende a far gonfiare la cella stessa, ed e' per questo che le batterie al litio non sono montate in involucri rigidi. Se esageriamo con la corrente in scarica ecco che questo rigonfiamento puo' diventare permanente, di fatto compromettendo le caratteristiche FISICHE del catodo, abbiamo sfasciato i pori e quindi ora non funge piu' come prima. La stessa cosa accade quando sovrascarichiamo la cella, cioe' cerchiamo di mettere troppi ioni nel catodo innalzandone la pressione interna (c'e' in effetti un esubero di cariche nella batteria che serve a mantenere le prestazioni nel tempo)..
Piccola parentesi:
In scarica l'anodo cede gli ioni, tanto piu' velocemente puo cederli tanta piu' corrente la batteria potra' erogare, per questo mettendo una pressione sul''anodo di fatto si riduce la resistenza interna, come diceva Milan (Umberto). La pratica pero' non e' sicura e porta al deterioramento precoce delle celle. Ci sono molti articoli a riguardo, le prime auto elettriche che batterie al litio "spremevano" cosi' le celle... Chiusa parentesi :-)
ora,
in carica il discorso e' simile. E' addirittura piu' esasperato in quanto la grafite e' un materiale estremente leggero, per cui assorbendo gli ioni si espande di circa il 400%. In effetti e' l'anodo il punto piu' debole delle batterie al litio, per questo tutte queste innovazioni sulle celle ad alta scarica tipo le grafene o qualle con anodo al composto di silicio.
Quando la cella e' fredda la lunghezza di diffusione aumenta, il che significa che gli ioni fanno piu' fatica ad intercalarsi, questo puo' causare una vera e propria pressione meccanica che puo' portare al rigonfiamento permanente della cella o addirittura dell'esplosione. chiaramente si alza la resistenza interna ma non e' quello il problema quando si cerca di ricare una batteria troppo fredda. il problema, come visto, di fatto e' meccanico e consiste nel deterioramento fisico di un mezzo poroso (una spugna!!).
leggo questo sul foglio di precauzioni della ultime gensAce che ho acquistato:
"never attempt to charge the battery if the temperature is below 32 F (0 C), this could cause inflation, permanent damage and, eventually, explosion. If charging in lower temperatures, lower the charging current to 1/2 or 1/4 C"
Se avete avuto la pazienza di leggere fino a qui c'e' un ultima considerazione da fare:
dovrebbe essere chiaro a questo punto che le resistenze interne in scarica e in carica saranno diverse.
PS: ho parlato di ioni e cariche elettriche, una lacuna non e' ne' uno ne' l'altro... proprio non c'entra nulla.