Tipi di batterie

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Vari tipi di batterie: da sinistra, batteria da 4,5 volt, torcia (D), mezza torcia (C), stilo (AA), mini stilo (AAA), AAAA, A23, 9 volt, e due pile a bottone.

La grande quantità di tipi di batterie a secco disponibili evidenzia che nel tempo sono stati sviluppati molti standard, differenziati sia da parte dei costruttori sia in ogni paese, prima che fossero emesse norme internazionali sulle caratteristiche chimiche, elettriche, dimensionali e costruttive. Attualmente norme tecniche per le dimensioni e le caratteristiche chimiche ed elettriche delle batterie sono pubblicate da organizzazioni come la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) e l'American National Standards Institute (ANSI). Alcuni tipi di batteria già presenti sul mercato sono stati inclusi negli standard internazionali data la loro ampia diffusione.

La nomenclatura per una batteria deve comprendere: le dimensioni, le caratteristiche fisiche, la chimica utilizzata, le modalità dei terminali di connessione e altri particolari costruttivi; negli ultimi anni per alcuni tipi di batterie si è resa necessaria la diffusione di specifiche norme di utilizzo, che sono di particolare importanza sia per una maggiore durata delle batterie, sia per la sicurezza degli utilizzatori. Altro argomento importante riguarda lo smaltimento delle batterie giunte al termine della loro vita utile, infatti i materiali impiegati nella loro costruzione sono tutti inquinanti - in una misura che dipende dalla tecnologia chimica utilizzata e molti paesi possiedono normative sullo smaltimento e relativa legislazione, anche di carattere penale.

La dimensione di una batteria e il suo formato non sono gli unici elementi da prendere in considerazione per la sua sostituzione; infatti le batterie possono avere caratteristiche differenti e l'intercambiabilità deve tenere conto di tutti i parametri disponibili.

Una batteria può essere costituita da una, due o più celle in un unico involucro, come - ad esempio - la 2CR5 (due celle al litio) o la 4LR44 (quattro cellule LR44), o la 1604 (batteria da 9 volt, che ha sei celle).

Chimica delle batterie[modifica | modifica wikitesto]

La tensione nominale di una batteria (espressa in volt - V), dipende dalla tecnologia chimica che utilizza, e non dalla sua dimensione fisica che, diversamente, influenza la sua corrente (espressa in ampere - A). Ad esempio, le batterie primarie (ovvero, non ricaricabili) alcaline hanno una tensione nominale di 1,5 volt. Le batterie secondarie (ovvero, ricaricabili) al NiCd (nichel-cadmio) e al NiMH (nichel-metallo idruro), tipicamente hanno una uscita di 1,25 volt per cella. Conseguentemente, una eventuale sostituzione di una batteria primaria con una di uguale forma e dimensione ma di tipo secondario, potrebbe in effetti impedire il regolare funzionamento di dispositivi destinati a essere alimentati con batterie primarie, data la riduzione della tensione a disposizione.

Perciò, la denominazione completa della batteria individua non solo le dimensioni, la forma e la disposizione dei terminali di connessione elettrica della batteria, ma anche la chimica (e quindi la tensione per cella); ad esempio, una batteria CR123 è sempre con tecnologia chimica LiMnO2 ('litio') e, conseguentemente, con una tensione nominale di 3V.

Queste le principali batterie e relative tecnologie utilizzate (la produzione di batterie al mercurio è cessata):

Batterie d'uso comune[modifica | modifica wikitesto]

Batterie cilindriche[modifica | modifica wikitesto]

Queste batterie sono tutte a cella singola.

Le alcaline o a zinco-carbone danno ai morsetti circa 1,5 volt a cella se nuove, altri tipi ne possono dare da 1,2 V (b. al nichel-cadmio) a 3,0 V (b. al litio).

Nome comune Chimica Nome IEC 60086 Nome ANSI Capacità tipica (mAh) Tensione nominale (V) Note Immagine

con dimensioni e connessioni elettriche

AAAA (Microstilo) Alcalina 1,5
AAA (Mini stilo) Alcalina LR03 24A 1200 1,5 Introdotta nel 1911, ma aggiunta come standard ANSI nel 1959.
Zinco-carbone R03 24D 540 1,5
Ni-MH HR03 800-1200 1,2
Ni-Cd KR03 1,2
Li–FeS2 FR03 24LF
NiOOH ZR03
NiZn 550 1,6
AA (Stilo) Alcalina LR6 15A 2700 1,5 Introdotta nel 1907, ma aggiunta come standard ANSI nel 1947.
Zinco-Carbone R6 15D 1100 1,5
Ni-MH HR6 1.2H2 1700-2700 1,2
Ni-Cd KR157/51 1.2K2 600-1000 1,2
Li–FeS2 FR6 15LF 3000
NiOOH ZR6
NiZn 1500 1,6
C (Mezza torcia) Alcalina LR14 14A 8000 1,5 Può essere rimpiazzata con una batteria AA, che possiede un'altezza quasi identica, preferibilmente usando un apposito involucro di plastica (stub case), per compensare la rilevante differenza di diametro.
Zinco-Carbone R14 14D 3800 1,5
Ni-MH HR14 4500-6000 1,2
Ni-Cd KR14 1,2
NiOOH ZR14
D (Torcia) Alcalina LR20 13A 12000 1,5 Introdotta nel 1898 come la prima batteria per torcia elettrica.
Zinco-Carbone R20 13D 8000 1,5
Ni-MH HR20 2200-12000 1,2
Ni-Cd KR20 4000 1,2
NiOOH ZR20

Batterie rettangolari[modifica | modifica wikitesto]

Nome comune Chimica Nome IEC 60086 Nome ANSI Capacità tipica
(mAh)
Volt nominali
(V)
Numero di celle Note Immagine

con dimensioni

4,5 volt Alcalina 3LR12 3LR12 6100 4,5 3 Batteria introdotta nel 1901. Molto comune

in Europa continentale fino agli anni '70. Generalmente è composta da 3 pile tipo B poste in serie.

Altezza:67 mm

Larghezza:62 mm

Spessore:22 mm

Zinco-Carbone 3R12 3R12 1200 4,5 3
9 volt o transistor Alcalina 6LR61 1604A 565 9 6 Aggiunta come standard ANSI nel 1959

Altezza: 48,5 mm

Larghezza: 26,5 mm

Spessore: 17,5 mm

Zinco-Carbone 6F22 1604D 400 9 6
NiMH 6HR61 7.2H5 175-300 7,2 - 8,4 - 9,6 6 - 7 - 8
NiCd 6KR61 11604 120 7,2 - 8,4 - 9,6 6 - 7 - 8
Li 1604LC 1200 9 3
Li-Poly ricaricabile 500

Batterie per fotocamera[modifica | modifica wikitesto]

L'utilizzo iniziale per questo tipo di batterie era quasi esclusivamente limitato alle fotocamere a pellicola fotografica nei formati 35 mm e APS-C. Dopo il 1985 si è poi diffuso ad altri dispositivi (ad esempio, sensori di presenza per sistemi antifurto o sensori per la rilevazione di fumo o sostanze chimiche). L'idea iniziale era di ottenere la riduzione dell'ingombro e peso della fotocamera alimentata da 2 batterie stilo tipo AA con una CR123A, in virtù del miglior rapporto tra energia, peso e ingombro tipici del litio. Tale soluzione era in contrasto con la difficile reperibilità delle batterie al litio e dei costi eccessivi, in parte dovuti al numero ristretto di produttori: Sanyo, Panasonic e Duracell. Oggi tale batteria risulta in parziale dismissione anche se i costi si sono ridotti del 75% circa. Ma questo formato di batteria ha aperto la strada alle nuove batterie ricaricabili tipo 16340 (Ioni di litio) di pari ingombro, che stanno incominciando a diffondersi su mercato.

CR123A[modifica | modifica wikitesto]

Batteria al litio di forma cilindrica.

Nome comune Chimica Nome IEC 60086 Nome ANSI Capacità tipica (mAh) Volt nominali (V) Immagine

con dimensioni e connessioni elettriche

CR123A Litio CR17345 5018LC 1500 3
Litio ricaricabile 700 3,6

Batterie a bottone[modifica | modifica wikitesto]

Alcune batterie a bottone di formati diversi.

Nelle batterie a bottone il polo positivo è formato dalla parte inferiore e dalla superficie laterale, mentre quello negativo è formato dalla parte superiore all'interno del cerchio scuro.

Batterie al litio[modifica | modifica wikitesto]

Una batteria a bottone CR2032 smontata.

Il prefisso "CR" indica che sono celle al diossido di manganese e litio; tuttavia è possibile trovare anche il prefisso "BR", che identifica le celle al monofluoruro di carbonio (polimerico) e litio.

Tutte queste batterie al litio forniscono 3 volt sotto carico, mentre quando il circuito è aperto la tensione è di 3,6 V.

Designazione
IEC 60086
Designazione
ANSI C18/
NEDA
Capacità tipica
[mAh]
Note Dimensioni
[mm]
Diametro × altezza
CR927 30 9,5 × 2,7
CR1025 5033LC 30 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 10,0 × 2,5
CR1130 70 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 11,5 × 3,0
CR1216 5034LC 25 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 12,5 × 1,6
CR1220 5012LC 35–40 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA, 0,03 mA (BR) 12,5 × 2,0
CR1225 5020LC 50 Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA. Corrente massima di scaricamento: 1 mA. È considerata obsoleta. 12,5 × 2,5
CR1612 16 × 1,2
CR1616 50–55 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 16 × 1,6
CR1620 5009LC 75–78 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 16,0 × 2,0
CR1632 140 (CR)
120 (BR)
Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA, 0,03 mA (BR) 16,0 × 3,2
CR2012 55 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA 20,0 × 1,2
CR2016 5000LC 90 Corrente standard di scaricamento: 0,1 mA, 0,03 mA (BR). 20,0 × 1,6
CR2025 5003LC 160–165 Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA. 20,0 × 2,5
CR2032 5004LC 225 (CR)
190 (BR)
Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA, 0,03 mA (BR). Corrente massima di scaricamento: 3 mA. 20,0 × 3,2
CR2320 110-175 23,0 × 2,0
CR2325 165-210 23,0 × 2,5
CR2330 265 (CR)
255(BR)
Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA, 0,03 mA (BR) 23,0 × 3,0
CR2354 560 Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA 23,0 × 5,4
CR2412 100 Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA.[1] Usata in alcuni orologi Seiko. 24,5 × 1,2
CR2430 5011LC 270–290 24,5 × 3,0
CR2450 5029LC 610–620 Usata in dispositivi portatili che richiedono una corrente elevata (30 mA) e una lunga durata della batteria (fino a 10 anni). 24,5 × 5,0
CR2477 1000  Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA 24,5 × 7,7
CR3032 500–560 (CR)
500 (BR)
Corrente standard di scaricamento: 0,2 mA, 0,03 mA (BR) 30,0 × 3,2
CR11108 160 È anche chiamata CR1/3N. 11,8 × 11,0

Batterie all'ossido di argento e alcaline[modifica | modifica wikitesto]

Diversi formati di batterie a bottone. Alcune sono alcaline mentre altre all'ossido d'argento. Le quattro batterie da 9 volt sono state aggiunte per avere un riferimento per le dimensioni.

La serie SR di batterie sono all'ossido di argento e forniscono una tensione di 1,55 volt, mentre la serie LR sono alcaline e forniscono 1,50 V. Il prefisso "SG" indica che la batteria è una versione all'ossido di argento di una batteria alcalina con prefisso "AG". Poiché non c'è una regola universale sull'uso di queste quattro designazioni, esse sono intercambiabili e si può facilmente trovare la stessa batteria ma con designazioni diverse. L'unica differenza è che le batterie all'ossido di argento normalmente hanno il 50% di capacità in più di quelle equivalenti alcaline e solitamente anche una tensione costante, mentre quella delle batterie alcaline diminuisce con l'uso; tuttavia le seconde sono più economiche delle prime. Per dispositivi che richiedono una tensione costante si usano di solito le batterie all'ossido di argento.

Le batterie che seguono la norma IEC 60086-3 prendono il suffisso "W".

Nella tabella la lettera "L" identifica le batterie alcaline, mentre la "S" quelle all'ossido di argento.

Nome comune[senza fonte] Altri nomi Designazione IEC Designazione ANSI/NEDA Capacità tipica [mAh] Dimensioni
[mm]
Diametro × altezza
SR41 AG3/SG3
LR41
192/384/392
LR736 (L)
SR736 (S)
1135SO (S)
1134SO (S)
25–32 (L)
38–45 (S)
7,9 × 3,6
SR42 SR1136SW
344/350
100 (S) 11,6 × 3,6
SR43 AG12/SG12
LR43
186/301/386
LR1142 (L)
SR1142 (S)
1133SO (S)
1132SO (S)
80 (L)
120–125 (S)
11,6 × 4,2
SR44 AG13/SG13
LR44/LR154
A76/S76
157/303/357
GPA76
LR1154 (L)
SR1154 (S)
1166A (L)
1107SO (S)
1131SOP (S)
110–150 (L)
170–200 (S)
11,6 × 5,4
SR45 AG9/SG9
LR45
194/380/394
LR936 (L)
SR936 (S)
48 (L)
55–70 (S)
9,5 × 3,6
SR48 AG5/SG5
LR48
193/309/393
LR754 (L)
SR754 (S)
1136SO (S)
1137SO (S)
52 (L)
70 (S)
7,9 × 5,4
SR54 AG10/SG10
LR54
189/387/389/390
LR1130/SR1130
LR1131 (L)
SR1131 (S)
1138SO (S) 44–68 (L)
80–86 (S)
11,6 × 3,1
SR55 AG8/SG8
LR55
191/381/391
LR1120/SR1120
LR1121 (L)
SR1121 (S)
1160SO (S) 40–42 (L)
55–67 (S)
11,6 × 2,1
365/366/S16/608 SR1116SW 28-40 11,6 x 1,65
SR57 AG7/SG7
LR57
195/395/399
LR927/SR927
SR927W/GR927
LR926 (L)
SR926 (S)
116550 (S) 46 (L)
55–67 (S)
9,5 × 2,7
SR58 AG11/SG11
LR58
162/361/362
LR721 (L)
SR721 (S)
1158SO (S) 18–25 (L)
33–36 (S)
7,9 × 2,1
SR59 AG2/SG2
LR59
196/396/397
LR726 (L)
SR726 (S)
1163SO (S) 26 (L)
30 (S)
7,9 × 2,6
SR60 AG1/SG1
LR60
164/363/364
LR621 (L)
SR621 (S)
1175SO (S) 13 (L)
20 (S)
6,8 × 2,1
SR63 AG0/SG0
LR63
379
LR521 (L)
SR521 (S)
10 (L)
18 (S)
5,8 × 2,1
SR64 SR527SW
319
16 (S) 5,8 × 2,7
SR614 SR614SW
339
11 (S) 6,8 × 1,4
SR65 SR616SW
321
14,5 (S) 6,8 × 1,65
SR66 AG4/SG4
LR66
177/376/377
SR626SW
LR626 (L)
SR626 (S)
1176SO (S) 12–18 (L)
26 (S)
6,8 × 2,6
SR67 SR716SW
315
19 (S) 7,9 × 1,6
SR731 SR731SW
329
37 (S) 7,9 × 3,1
SR68 SR916SW
373
29 (S) 9,5 × 1,6
SR69 AG6/SG6
LR69
171/370/371
LR920/SR920
LR921 (L)
SR921 (S)
30 (L)
55 (S)
9,5 × 2,1
SR512 SR512SW
335
6 (S) 5,8 × 1,2
SR516 SR516SW
317
LR516 (L)
SR516 (S)
11 (S) 5,8 × 1,6
SR416 SR416SW
337
LR416 (L)
SR416 (S)
8 (S) 4,8 × 1,6
SR712 SR712SW
346
10 (S) 7,9 × 1,3
SR714 SR714SW
341
15 (S) 7,9 × 1,4
LR932 LR932 (L) 40 (L) 9,3 × 3,2

Batterie zinco-aria[modifica | modifica wikitesto]

Le più comuni batterie zinco-aria a bottone.

Le batterie zinco-aria a bottone usano l'ossigeno nell'aria come elettrodo e hanno un'elevata capacità in rapporto alla loro dimensione. Ognuna di esse necessita di circa 1 cm³ di aria al minuto per scaricarsi a 10 mA. Queste batterie sono usate comunemente negli apparecchi acustici. Normalmente hanno un cappuccio che tiene separata l'aria dall'altro elettrodo (fatto di zinco); alcune settimane dopo aver rimosso la copertura, la batteria si esaurisce. Sotto carico forniscono una tensione di 1,2 volt.

Nome comune[senza fonte] Altri nomi Designazione IEC Designazione ANSI/NEDA Capacità tipica [mAh] Note Dimensioni
[mm]
Diametro × altezza
5 AC5 PR63 7012ZD 33 Non più in uso. 5,8 × 2,5
10 Yellow tab PR70 7005ZD 91 5,8 × 3,6
13 Orange tab PR48 7000ZD 280 7,9 × 5,4
312 Brown tab PR41 7002ZD 160 7,9 × 3,6
675 Blue tab PR44 7003ZD 600 11,6 × 5,4
AC41E PR43 7001Z 390 Non più in uso. 11,6 × 4,2

Altri tipi[modifica | modifica wikitesto]

18650[modifica | modifica wikitesto]

Due batterie 18650 agli ioni di litio.

La 18650 è un tipo di batteria ricaricabile agli ioni di litio, viene utilizzato in molte batterie per computer portatili, utensili elettrici a batteria, alcune auto elettriche, scooter elettrici, nella maggior parte delle bici elettriche (e-bike), in sigarette elettroniche e torce a LED.

Attorno all'anno 2000 l'uso di questo tipo di accumulatore nei "pacchi batterie" per computer portatili ha sostituito completamente quelle al nickel-cadmio. I principali promotori di questo tipo di accumulatori sono le aziende Sanyo, Sony e Panasonic; inizialmente venivano prodotte solo in Giappone.

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

La tensione di lavoro di una 18650 va da 4,2 V a piena carica a 3~3,2 V, quando bisogna interrompere la scarica per evitare che si danneggi. Viene dichiarata con una tensione nominale pari al valore medio di 3,6~3,7 V e va caricata a una tensione massima di 4,2 V. Con tensioni superiori può incendiarsi e anche esplodere. Le sue dimensioni fisiche si aggirano sui 65 mm per 18 di diametro (da cui la sigla che le identifica).[2]

Spesso più elementi di 18650 vengono assemblati in serie per ottenere tensioni fino a 48 volt o superiori (vedi p.e. battery pack per bici elettriche), mentre per aumentare la corrente vengono assemblati in gruppi connessi in parallelo (o serie-parallelo) di 2 o più elementi ciascuno. Queste batterie vengono assemblate nei battery pack mediante giunzioni metalliche con una procedura di saldatura elettrica a 4 punti per ogni elettrodo. Allo scopo di ottenere un'elevata affidabilità del pack, le celle 18650 vengono selezionate e accoppiate con tolleranze molto strette, mentre per ottenere tempi di ricarica rapidi con un elevato grado di sicurezza, vengono inseriti nei pack alcuni sensori di temperatura tipo NTC connessi ai circuiti elettronici di controllo della corrente di ricarica. Inoltre per migliorare ulteriormente l'affidabilità della singola cella, sono stati sviluppati dei circuiti elettronici di protezione da integrare in serie al polo negativo degli elementi che compongono la batteria, questi circuiti controllano la massima corrente erogata, la minima tensione di scarica e la massima tensione di ricarica.

Batterie per cellulari[modifica | modifica wikitesto]

Infine vanno citate per completezza le diffuse batterie ricaricabili per cellulari agli ioni polimeri di litio, di forma personalizzata, in quanto i produttori di cellulari cercano di assemblare una batteria quanto più grande possibile e il più sottile possibile, adattandola agli spazi disponibili del loro prodotto. La caratteristica principale è determinata da tre poli di contatto di cui due soltanto portano tensione, mentre quello centrale serve a testare lo stato di scarica, durante il funzionamento o lo stato di ricarica durante la ricarica. Tutte hanno tensione di 3,6 — 3,7 volt mentre la capacità ormai supera abbondantemente il migliaio di mAh per i cellulari più piccoli e arriva a più di 5000 mAh per quelli dal display più grande.

Batterie ad alte correnti di scarica[modifica | modifica wikitesto]

Le già citate batterie LiPo (Polimeri di litio) hanno la caratteristica di poter erogare enormi correnti di scarica, potendo vantare una resistenza interna molto bassa. Questa caratteristica le rende estremamente utili in campi come il modellismo dinamico aereo, terrestre e navale, dove sono richieste elevate potenze specifiche con pesi e dimensioni ridotti e per brevi periodi. La capacità di scarica (C-Rate), indicata dalla lettera C, è solitamente pari a 20 volte la capacità nominale (20C) ma può arrivare anche a 130C per assorbimenti impulsivi e 60-70C per assorbimenti continui. Anche la velocità di ricarica è molto alta, potendo arrivare a caricare completamente una batteria in soli 6 minuti.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ CR2412 Battery Equivalents and Replacements, su Battery Equivalents. URL consultato il 13 dicembre 2023.
  2. ^ (EN) Datasheet Panasonic CGR18650DA (PDF), su panasonic.com, gennaio 2007. URL consultato il 26 ottobre 2019 (archiviato dall'url originale il 3 giugno 2013).

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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