La funzione della batteria all’interno dell’auto è intuitiva: serve ad accumulare l’energia elettrica necessaria all’accensione del motorino d’avviamento e permette il funzionamento dell’impianto elettrico. Vediamo nel dettaglio la nomenclatura e il funzionamento.
Struttura della batteria
La batteria è un dispositivo che funziona attraverso un processo chimico, come una pila ricaricabile; è formata da un elettrodo positivo e da un elettrodo negativo, immersi in acido solforico diluito in acqua. Si ricarica quando il veicolo è in funzione perché collegata a una dinamo.
Questo dispositivo viene chiamato anche accumulatore al piombo-acido e la sua invenzione risale alla seconda metà dell’Ottocento. L’utilizzo di questi due materiali, reperibili a basso costo, ne ha decretato il duraturo successo. La presenza di piastre in piombo la rende molto pesante.
La cella della batteria ospita i due elettrodi, distanziati tra loro da un separatore. L’elettrodo positivo è formato da una piastra positiva (massa attiva) costituita da biossido di piombo e immersa nell’elettrolita e da una griglia, anch’essa positiva, costituita da una lega di piombo, che ha la funzione di accogliere la massa attiva e condurre l’elettricità. L’elettrodo negativo è formato da una piastra negativa in piombo puro (massa attiva) e immersa nell’elettrolita. La griglia negativa ha la stessa funzione di quella positiva ed è in lega di piombo.
L’elettrolita in cui gli elettrodi sono immersi è formato da acido solforico e acqua distillata e si dissocia in ioni di carica opposta; può essere liquido, gelatinoso o assorbito in un feltro.
La batteria è di solito formata da un collegamento in serie di 6 celle, ognuna con tensione nominale di 2 V; la tensione prodotta a piena carica è di 12,72 V. Le celle si trovano all’interno di un contenitore in plastica atto a resistere agli acidi.
Le vecchie batterie richiedevano il rabbocco di acqua, quindi erano dotate di tappi per agevolare l’operazione; quelle nuove non richiedono questo tipo di manutenzione.
Funzionamento della batteria
La batteria accumula l’energia in forma chimica e la riconverte in energia elettrica; in questo processo elettrochimico sfrutta la reazione tra ossigeno, idrogeno, piombo e zolfo.
L’elettrolita si dissocia in ioni d’idrogeno positivi e ioni di solfato negativi. Un utilizzatore esterno agevola il passaggio degli elettroni dall’elettrodo negativo a quello positivo. Questo flusso va compensato attraverso un ulteriore passaggio dall’elettrolita all’elettrodo negativo, innescando una reazione con il piombo e formando solfato di piombo.
Il solfato di piombo è presente anche sull’elettrodo positivo. L’ossigeno si lega al biossido di piombo e passa all’elettrolita, il solfato presente in quest’ultimo si lega con il restante piombo.
La reazione tra ossigeno e idrogeno genera acqua. La concentrazione di acido solforico si riduce a causa del solfato di piombo, diminuendo anche la soluzione elettrolitica e rendendo necessario ricaricare la batteria. In questa fase, i processi avvengono esattamente all’inverso. La carica della batteria comporta delle perdite, quindi rende il suo utilizzo limitato, con una durata tra i 4 e i 5 anni.
