Batterie al piombo

Questo tipo di accumulatore è un insieme di unità, dette celle galvaniche, ciascuna da 2V.

Ogni cella contiene due elettrodi immersi a breve distanza l'uno dall'altro in una soluzione acquosa di acido solforico, chiamata elettrolita. Tra loro si differenziano uno in polo positivo, formato da una lastra di diossido di piombo e con il nome di catodo, l'altro è una polvere di piombo metallico, dalla consistenza spugnosa, con polarità negativa detta anodo.

Grazie sulla superificie di contatto tra elettrodi ed elettrolita si innesca una reazione di ossidoriduzione che provoca una differenza di potenziale (d.d.p.) da cui consegue un movimento di elettroni per ristabilire l'equilibrio.

L'energia elettrica ricavata dalle batterie infatti è lo sfruttamento di una reazione chimica interna volta a stabilire equilibrio tra le due polarità e si esaurisce una volta che quest'ultimo è stato raggiunto; nelle batterie ricaricabili è possibile invertire questo processo e ricreare una situazione nuovamente instabile.

La reazione si innesca nel momento in cui chiudiamo il circuito della batteria attaccandolo ad un utilizzatore, inizia così un passaggio di elettroni dal polo negativo a quello positivo.

Il passaggio di elettroni nell'elettrolita provoca una reazione reversibile in cui si formano acqua e solfato di piombo, provocando una diminuzione nella concentrazione di acido solforico, mentre l'arrivo degli elettroni ceduti dall'anodo al catodo causa, nelle molecole del secondo, processi di dissociazione.

Tutte queste trasformazioni portano ad una diminuzione della superficie di contatto tra elettrodi ed elettrolita, quindi ad una diminuzione di d.d.p. e ad una generale situazione di stabilità che renderà la batteria scarica.

Il processo di ricarica è possibile a patto che venga applicata una forza esterna che compia il lavoro e sarà tanto più efficace quante più molecole saranno rimaste coinvolte nel precedente processo di scarica.

Per contrastare il normale flusso di elettroni da anodo a catodo ed invertirlo si sfrutta la forza elettromotrice di un generatore.

Questa forza innesca dei processi che portano alla scomposizione dell'acqua e del solfato di piombo, permettendo il ripristino della situazione originale dell'acido solforico e dei due poli. Se la batteria è eccessivamente esausta, lo strato di solfato di pimbo potrebbe essere troppo spesso per poter essere riconvertito totalmente e questo causerebbe una diminuzione di efficienza della batteria.

Le batterie al piombo trovano il loro ambiente di lavoro ideale ad una temperatura di 25° C, ogni variazione in positivo o in negativo causa perdita di prestazioni.

I vantaggi di questi accumulatori sono: il prezzo relativamente basso, la tecnologia affidabile di lunga durata e buone prestazioni, il livello di autoscarica molto contenuto.