Come è fatta una batteria al litio

Le batterie al litio oramai hanno sostituito le vecchie batterie al nichel cadmio che venivano usate nei primi cellulari.
Oggi si usa il litio perché ha delle qualità che permettono di avere batterie più piccole e che durano più a lungo.
Per quanto siano batterie che risolvono i problemi di memoria di carica ed hanno una potenza più elevata, hanno anche una longevità più breve che dipende da tanti fattori, come la temperatura e da come si carica e scarica la batteria.
Se sei curioso prosegui nella lettura per sapere come è fatta una batteria al litio.

Ogni giorno ci sono novità sulle batterie per smartphone, e trovare materiali sempre più efficienti è uno degli obiettivi della ricerca.
Vediamo un po’ più nel dettaglio come è fatta una batteria al litio.

Cos’è una batteria al litio

La chiamiamo genericamente batteria al litio, ma il nome corretto sarebbe batteria agli Ioni di Litio.
Questo perché la reazione chimica che immagazzina l’elettricità avviene grazie al passaggio degli ioni di litio.

Sono delle celle che vengono composte a seconda della tensione e della potenza che occorre.
Una cella ha un valore d’uso di 3,7 Volt ad una capacità che si misura in milliampere.
Perciò per creare una batteria vengono composte diverse celle a seconda del voltaggio e dell’amperaggio necessario allo scopo.

Una batteria al litio quindi è un insieme di celle che vengono collegate per poter accumulare l’elettricità necessaria allo smartphone.
Come tutte le batterie la potenza è misurata in watt, che è la quantità di volt x ampere al secondo che può essere erogato dalla batteria.
In altre parole la quantità di elettricità che può essere accumulata dalla batteria è quindi misurata in ampere, nel caso delle batterie per smartphone in milliampere.

Come è fatta una batteria al litio

Una batteria al litio è fatta da materiali che permettono il passaggio degli ioni di Litio.
Gli ioni di litio vengono generati non utilizzando il litio puro ma usando nelle batterie i sali di litio, come l’esafluorofosfato di Litio (LiPF₆), il tetrafluoborato di Litio (LiBF₄), o ultimamente il perclorato di Litio (LiClO₄),
Il passaggio degli ioni di litio, a seconda della direzione, provocano la reazione di riduzione/ossidazione che genera il flusso di elettroni.
Conseguentemente il passaggio degli elettroni è l’elettricità erogata dalla batteria.

Il passaggio degli ioni di litio viene fatto attraversando i materiali più idonei per minimizzare la perdita di carica ed evitare aumenti incontrollati di temperatura.
Effettivamente la temperatura è un problema serio per le batterie al litio perché hanno la brutta abitudine di innescare una reazione incendiaria molto rapida in caso di contatto con l’ossigeno dell’aria.
Senza contare che messe in corto circuito si crea una quantità importante di idrogeno che può fare esplodere la batteria.

Ma torniamo a vedere come è fatta una batteria al litio.
Come tutte le batterie abbiamo un anodo ed un catodo immersi in un elettrolita, ossia un materiale che permette, attraverso un processo chimico, a trasformarsi in una sostanza che in caso di richiesta possa produrre elettricità.
In parole povere immettendo elettricità nella batteria al litio questa sostanza si comporta come una spugna.
Quando invece colleghiamo all’anodo e al catodo un elemento dal consumo elettrico, come una lampadina, l’elettrolita cambia di nuovo e inizia ad erogare l’elettricità.
Gli ioni di litio sono gli elementi che permettono queste reazioni chimiche all’interno dell’elettrolita.

Perché si usa il litio nelle batterie

L’uso del litio ha avuto una veloce evoluzione nelle batterie.
Questo perché le vecchie batterie, al piombo prima, e al nickel cadmio poi, hanno una caratteristica che si chiama “memoria di carica“.
Per dirle in parole semplici la memoria di carica è la quantità di materiale che non può più assorbire l’elettricità una volta usato.
Il che sta a significare che mano a mano che si eseguono cicli di carica e scarica la batteria perde la possibilità di essere ricaricata.

Le sostanze che si usano per le batterie al litio invece non hanno questo problema, o lo hanno in maniera molto meno ridotta, e a parità di peso riescono a contenere una quantità di elettricità, i famosi milliampere, molto più alta delle batterie al nickel cadmio.
Questa è una cosa che possiamo constatare con le nostre mani pesando le batterie dei primi cellulari con quelle odierne, e leggendo la quantità di milliampere che riescono a mantenere.