Batteria al litio (Li-ion, batteria agli ioni di litio)Le batterie agli ioni di litio hanno i vantaggi di leggerezza, elevata capacità e assenza di effetto memoria, e quindi sono comunemente utilizzate: molti dispositivi digitali utilizzano batterie agli ioni di litio come fonte di alimentazione, sebbene siano relativamente costose. La densità energetica delle batterie agli ioni di litio è molto elevata e la sua capacità è da 1,5 a 2 volte quella delle batterie agli ioni di litio.batterie NiMHdello stesso peso e presenta un tasso di autoscarica molto basso. Inoltre, le batterie agli ioni di litio non hanno quasi alcun "effetto memoria" e non contengono sostanze tossiche; questo è un altro importante motivo per la loro ampia diffusione. Si noti inoltre che le batterie al litio sono solitamente contrassegnate esternamente con la dicitura "batteria agli ioni di litio da 4,2 V", "batteria secondaria al litio da 4,2 V" o "batteria ricaricabile agli ioni di litio da 4,2 V".

batteria al litio 18650
La 18650 è la batteria agli ioni di litio per eccellenza: è un modello standard definito dalla giapponese SONY per contenere i costi. Il numero 18 indica un diametro di 18 mm, il 65 una lunghezza di 65 mm e lo 0 una batteria cilindrica. La sigla 18650 indica quindi un diametro di 18 mm e una lunghezza di 65 mm. Il numero di modello della batteria n. 5 è 14500, con un diametro di 14 mm e una lunghezza di 50 mm. In generale, la batteria 18650 è utilizzata principalmente in ambito industriale, mentre il suo impiego in ambito civile è molto limitato; è comunemente utilizzata nelle batterie per laptop e nelle torce elettriche di fascia alta.

Le comuni batterie 18650 si dividono in batterie agli ioni di litio e batterie al litio ferro fosfato. Le batterie agli ioni di litio hanno una tensione nominale di 3,7 V e una tensione di interruzione della carica di 4,2 V, mentre le batterie al litio ferro fosfato hanno una tensione nominale di 3,2 V e una tensione di interruzione della carica di 3,6 V. La capacità è generalmente compresa tra 1200 mAh e 3350 mAh, ma la capacità più comune è tra 2200 mAh e 2600 mAh. La durata teorica di una batteria al litio 18650 si basa su 1000 cicli di carica.

La batteria agli ioni di litio 18650 è utilizzata principalmente nelle batterie per laptop grazie alla sua elevata capacità per unità di densità. Inoltre, la batteria agli ioni di litio 18650 è ampiamente utilizzata in campo elettronico per la sua eccellente stabilità di funzionamento: è comunemente impiegata in torce elettriche di alta qualità, alimentatori portatili, trasmettitori dati wireless, indumenti e scarpe riscaldati elettricamente, strumenti portatili, apparecchi di illuminazione portatili, stampanti portatili, strumenti industriali, strumenti medicali, ecc.

Le batterie agli ioni di litio contrassegnate con 3,7 V o 4,2 V sono identiche. 3,7 V si riferisce alla tensione di base (ovvero la tensione tipica) durante la scarica della batteria, mentre 4,2 V si riferisce alla tensione durante la carica completa. Le comuni batterie ricaricabili al litio 18650 hanno una tensione di 3,6 o 3,7 V, mentre a piena carica raggiungono i 4,2 V, valori che hanno poco a che fare con la potenza (capacità). La capacità standard delle batterie 18650 varia da 1800 mAh a 2600 mAh (le batterie 18650 ad alta potenza hanno una capacità che si aggira tra i 2200 e i 2600 mAh), ma sono disponibili anche modelli con capacità di 3500, 4000 mAh o superiori.

Si ritiene generalmente che la tensione a vuoto di una batteria agli ioni di litio sia inferiore a 3,0 V e che l'energia si esaurisca (il valore specifico dipende dal valore di soglia della scheda di protezione della batteria; ad esempio, esistono valori fino a 2,8 V e anche 3,2 V). La maggior parte delle batterie al litio non può essere scaricata a una tensione a vuoto di 3,2 V o inferiore, altrimenti una scarica eccessiva danneggerà la batteria (le batterie al litio comunemente in commercio sono generalmente dotate di una scheda di protezione, quindi una scarica eccessiva impedirà alla scheda di protezione di rilevare la batteria, impedendone di fatto la ricarica). 4,2 V è il limite massimo della tensione di carica della batteria; generalmente si considera che la tensione a vuoto delle batterie al litio caricate a 4,2 V sia pari alla tensione a piena carica. Durante il processo di carica, la tensione della batteria da 3,7 V sale gradualmente a 4,2 V. La carica delle batterie al litio non può superare una tensione a vuoto di 4,2 V, altrimenti si danneggerà, ed è proprio questa la caratteristica peculiare delle batterie al litio.

Dettagli

1. La capacità delle batterie al litio 18650 ad alta capacità è generalmente compresa tra 1200 mAh e 3600 mAh, mentre la capacità delle batterie comuni è di soli 800 mAh circa. Se combinate in un pacco batterie al litio 18650, quest'ultimo può facilmente superare i 5000 mAh.

2. Lunga durata La batteria al litio 18650 ha una durata molto lunga, con un utilizzo normale fino a 500 cicli di carica/scarica, più del doppio rispetto alle batterie comuni.

3. Elevate prestazioni di sicurezza. Per prevenire il fenomeno del cortocircuito, i poli positivo e negativo della batteria al litio 18650 sono separati. In questo modo, la possibilità di cortocircuito è ridotta al minimo. È possibile aggiungere una piastra di protezione per evitare il sovraccarico e la scarica eccessiva della batteria, prolungandone così la durata.

4. La tensione delle batterie al litio 18650 ad alta tensione è generalmente di 3,6 V, 3,8 V e 4,2 V, molto superiore alla tensione di 1,2 V delle batterie NiCd e NiMH.

5. Nessun effetto memoria. Non è necessario scaricare completamente la batteria prima di ricaricarla, facile da usare.

6. Bassa resistenza interna: La resistenza interna delle celle ai polimeri è inferiore a quella delle comuni celle a liquido, e la resistenza interna delle celle ai polimeri prodotte in Cina può addirittura essere inferiore a 35 mΩ, il che riduce notevolmente l'autoconsumo della batteria e prolunga il tempo di standby dei telefoni cellulari, raggiungendo pienamente gli standard internazionali. Questo tipo di batteria al litio polimerica, che supporta un'elevata corrente di scarica, è ideale per i modelli con telecomando, diventando la più promettente alternativa alle batterie NiMH.