Le batterie al litio e la sicurezza, quali sono le più sicure?
Quando si parla in modo generico di batterie al litio si fa riferimento sia alle pile usa e getta che alimentano i dispositivi elettrici ed elettronici di uso comune, come le tradizionali batterie c, sia alle batterie ricaricabili utilizzate ad esempio per gli smartphone e i veicoli elettrici.
Mentre le prime, note anche come batterie al litio primario, sono composte da un anodo di litio metallico e un catodo che può essere o di Cloruro di Tionile o di Diossido di Manganese, le seconde presentano strutture chimiche più variabili, in particolare per quanto concerne il catodo.
Le batterie al litio primario non sono ricaricabili e non prevedono utilizzi che le sottopongano a stress di rilievo. Per questo motivo il loro utilizzo in piccoli dispositivi è in genere considerato sicuro e chiunque le può acquistare e utilizzare senza correre pericoli. Si possono ad esempio trovare numerose batterie c sul sito it.rs-online.com, tra cui scegliere quella più adatta alle proprie esigenze.
Diverso è il discorso per quanto riguarda le batterie al litio secondario, in particolare quando vengono utilizzate nel settore dell'automotive. In questo caso, è necessario valutare con attenzione la composizione chimica della batteria, in quanto ogni tipologia offre livelli di sicurezza differenti.
Batterie al litio secondario: come sono fatte
Le batterie al litio secondario o, come sono generalmente conosciute, agli ioni di litio, sono dispositivi ricaricabili di dimensioni variabili, talvolta anche molto grandi, che vengono utilizzati in numerosi ambiti di applicazione, primi fra tutti quello dei device mobili e quello dei veicoli elettrici.
Queste batterie sono formate da un anodo, un elettrolita che garantisce il passaggio degli ioni di litio e un catodo che può presentare struttura chimica variabile e che determina la tipologia di batteria, nonché il livello di sicurezza che è in grado di garantire.
Oltre a questi tre elementi, sono presenti anche un polimero separatore, destinato a prevenire i corto circuiti e, in alcuni modelli particolari, a limitare il rischio di thermal runaway attraverso il blocco del passaggio degli ioni, e dei componenti di sicurezza, come la valvola per il controllo dei gas, ossia il venting, e il PTC.
Batterie agli ioni di litio più sicure
Il mercato mette a disposizione dei produttori varie tipologie di batterie agli ioni di litio.
Benché tutte siano state progettate per fornire il massimo della potenza energetica possibile, ma anche per limitare i pericoli connessi all'uso di questi dispositivi, la composizione chimica permette di determinare quanto la batteria sia effettivamente sicura in caso di fuga termica.
Allo stadio attuale di sviluppo, le batterie più sicure risultano essere quelle al Litio-Ferro- Fosfato o LFP, le quali, benché forniscano una minore densità energetica rispetto ad altre tipologie, garantiscono, in caso di cortocircuito, un'elevata stabilità sia chimica sia termica. In presenza di runaway, viene liberata, a una temperatura pari a 270°C, un'energia di 200 J/g.
Batterie con un buon livello di sicurezza sono le NCA, o batterie Litio-Nichel-Cabalto-Allumini, e le NCM ossia le batterie al Litio-Nichel-Cobalto-Manganese.