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Batterie al Litio o ioni di Litio [Li-ion]

Risorse - Elettroutensili
Scritto da FerramentaOnline   
Martedì 28 Novembre 2006 01:00

Le batterie a ioni di Litio (Li-ion) sono state introdotte in commercio, per la prima volta, negli anni '90 in Giappone. Queste batterie furono chiamate a ioni di Litio perchè si basavano sulla migrazione del Li+ da un elettrodo all'altro. Fu subito evidente che ci si trovava di fronte ad una svolta nel campo delle batterie, in quanto la nuova fonte di energia presentava caratteristiche eccellenti in termini di ciclabilità, energia specifica e sicurezza.
Negli anni successivi la vendita di batterie Li-ion ha subito un notevole incremento, anche perchè utilizzate per alimentare computers portatili, cellulari, videocamere ed altri dispositivi elettronici portatili.

Questi principi sono stati adottati da Makita per evolvere la tecnologia MakStar, inserendo a catalogo nuovi utensili equipaggiati con le innovative batterie Li-ion con indubbi vantaggi, quali:

- Elevata potenza
- Ingombro e peso ridotti
- Assenza completa di effetto memoria
- Autoscarica molto lenta

Ovviamente le nuove batterie MakStar al Li-ion mantengono inalterate le caratteristiche principali delle batterie MakStar al Ni-MH, ossia:

- Sistema di raffreddamento ad aria forzata
- Chip di memoria
- Terminale multicontatti
- Struttura ad assorbimento urti

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

Il principio generale di funzionamento è mostrato in figura. Durante la ricarica il Litio si trasferisce, sotto forma ionica, sull'elettrodo negativo.
Il processo avviene, ovviamente, in modo opposto durante l'utilizzazione della batteria.

Accumulatore in fase di carica

L'elettrodo positivo (catodo) è composto da LiMn2O4, depositato su lamine di alluminio; con questo materiale si ottengono capacità più stabili, soprattutto se la batteria opera a temperature maggiori di 50°C e con alcuni periodi periodi di inattività. L'elettrodo negativo (anodo) è composto da grafite naturale cristallina, depositata su lamine di rame. Fra catodo ed anodo si interpone uno strato separatore (solitamente lana di vetro o polietilene microporoso) imbevuto di una soluzione non acquosa, il Litio è uno di quei metalli che, reagendo con acqua, forma idrogeno il quale è infiammabile. Per questo non è possibile usare soluzioni chimiche in acqua come alettrolita dell'elemento. Il pacchetto elettrodi - separatore viene poi arrotolato ed inserito in un contenitore cilindrico (cella). Le celle vengono poi collegate fra loro in serie.

CARATTERISTICHE TECNICHE

Come è stato accennato le batterie MakStar al Li-ion reppresentano una ulteriore evoluzione delle batterie MaskStar al Ni-MH, apportando significativi vantaggi.

- Peso ed ingombri ridotti

A parità di tensione e di corrente il peso è inferiore dl 40% rispetto ad una batteria al Mi-MH. Questo risultato si è potuto ottenere grazie al fatto che le celle al Li-ion, a parità di dimensioni, hanno una maggior capacità in corrente e grazie all'adozione di celle tipo Slide-On, al posto delle comuni celle di tipo Cluster.

Batterie al litio leggere e compatte    Celle

L'adozione di batterie MakStar al Li-ion con celle di tipo Slide-On ha permesso di ottenere, a parità di tensione e corrente, batterie più compatte e quindi più leggere; di conseguenza anche gli utensili su cui sono applicate hanno guadagnato in peso ed ingombri (con miglior bilanciamento e maneggevolezzza) ed in prestazioni (batterie più potenti).

- Elevata potenza

A parità di tensione e corrente l'autonomia ed il volume di lavoro erogato delle batterie al Li-ion sono nettamente superiori a quelli delle batterie Makita al Ni-Cd e Ni-MH. Le batterie al Lion hanno maggior capacità in corrente, ogni singolo elemento (cella) ha una tensione di 3,6V rispetto ad 1,2V delle batterie Ni-Cd e Ni-MH. E' interessante notare come in un singolo elemento al Li-ion si possa ottenere una teisone tripla rispetto ad in singolo elemento al Ni-Cd o Ni-MH e capacità in corrente rispettivamente quasi doppia o quadrupla nel secondo caso. Questo è possibile sia grazie alla bassa resistenza interna, che è garantita della buona conducibilità elettrolitica degli elettrodi, sia allla elevata velocità di diffusione dello ione Li+ nella struttura cristallina.

Elevata autonomia ed elevato volume di lavoro

CARATTERISTICHE TECNICHE

- Autoscarica trascurabile

Per le batterie al Li-ion il tipico eggetto di autoscarica è pressochè trascurabile, valutabile nell'1% circa mensile, rispetto all'1% giornaliero per una batteria al Ni-Cd! Questo garantisce tempi di stoccaggio molto lunghi.

Tempi di stoccaggio maggiorati

- Chip di memoria

Analogamente alle batterie MakStar al Ni-MH le batterie al Li-ion sono dotate di chip di memoria grazie al quale è possibile individuare le condizioni di utilizzo a cui è stata sottoposta la batteria, le condizioni delle ricariche effettuate e, grazie al CPU posto sulla carica batterie, è possibile adeguare i parametri per un ciclo di carica adeguata.

- Terminali multicontatti

L'adozione di terminali multicontatti assicura un perfetto contatto fra i terminali della batteria ed i terminali dell'utensile e del carica batteria, garantendo quindi il costante e continuo passaggio di carente elettrica sia durante l'utilizzo della batteria, anche in presenza di urti e/o vibrazioni, sia in fase di carica assicurando una dispersione elettrica quasi sulla.

Batterie al Litio - nuovi multi contatti

- Assenza completa di effetto memoria

L'effetto memoria si presenta quando vengono effettuate delle ricariche senza aver prima scaricato completamente la batteria. In questo caso, a causa dalla carica residua, la batteria non riesce più ad immagazzinare tutta l'energia che dovrebbe, riducendo progressivamente e drasticamente la propria autonomia. Per le batterie al Li-ion l'effetto memoria è completamente assente, questo comporta il vantaggio di poter effettuare la carica in qualsiasi momento, senza aspettarne la completa scarica, anzi, è consigliabile effettuare la carica non appena si nota un calo di potenza dell'utensile su cui è posizionata la batteria, questo per permettere alla batteria stessa di accumulare maggior energia possibile.

Batterie ioni di Litio senza effetto memoria

NON SCARICARE COMPLETAMENTE LA BATTERIA, PRIMA DI PROCEDERE ALLA RICARICA.

Utensili elettrici professionali Makita



Nota:

By MAKITA S.p.A.

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