Pro e contro della batteria agli ioni di litio

Sono trascorsi un paio di decenni dal debutto commerciale delle batterie ricaricabili agli ioni di litio e oggi dominano il mercato come la scelta migliore per l'alimentazione portatile. G.N. Lewis ha aperto la strada al lavoro su queste batterie già nel 1912 come mezzo per superare l'instabilità intrinseca del metallo di litio altamente reattivo. La batteria agli ioni di litio vanta diversi vantaggi, come la durata e l'eco-compatibilità, sebbene abbia la sua parte di svantaggi.

L'elevata densità di energia della batteria agli ioni di litio è forse il suo più grande vantaggio rispetto ad altre batterie ricaricabili. Per peso e volume, batte la concorrenza, immagazzinando fino a 150 wattora di energia in un singolo chilogrammo. I pacchi batteria al nichel-metallo idruro (NiMH), d'altra parte, immagazzinano solo da 60 a 70 wattora per chilogrammo, con un picco relativamente basso di 100. Le batterie al piombo vanno anche peggio, immagazzinando 25 wattora per chilogrammo, solo un sesto della capacità della batteria agli ioni di litio. Per quanto riguarda la densità di energia, la batteria agli ioni di litio è senza dubbio la campionessa libbra per libbra.

Mentre una batteria al NiMH o al nichel-cadmio (NiCd) perde fino al 20 percento della sua carica in un mese, un La batteria agli ioni di litio perde circa il 5%, il che la rende la scelta perfetta per i viaggiatori che trasportano dispositivi elettronici attrezzatura. La conservazione prolungata, tuttavia, richiede che la batteria agli ioni di litio contenga almeno il 40% di carica; la conservazione di una batteria completamente scarica ne riduce notevolmente la durata complessiva. Le temperature di conservazione fino a -4 gradi Fahrenheit funzionano meglio per periodi prolungati, anche se i nuovi pacchi batteria agli ioni di litio funzionano bene dopo una conservazione prolungata a temperatura ambiente.

Il costo della batteria media agli ioni di litio spesso supera quello delle batterie NiMH e NiCd della stessa capacità. Per un funzionamento sicuro, i produttori dotano le batterie agli ioni di litio di un circuito di protezione, che limita la tensione della cella durante la carica e la scarica a un intervallo di sicurezza specificato. La complessità coinvolta nella produzione di questo circuito si traduce in un costo aggiuntivo. Tuttavia, nonostante i costi iniziali più elevati, la potenza erogata dalla batteria agli ioni di litio nel tempo la rende in definitiva più economica rispetto ad altre batterie ricaricabili e usa e getta. La durata di una tipica batteria agli ioni di litio si estende a circa due o tre anni.

Al momento non esiste una batteria universale agli ioni di litio; i produttori li progettano per adattarsi a dispositivi specifici. A differenza delle batterie NiMH e NiCd, le batterie agli ioni di litio non sono disponibili in celle di dimensioni standard come AA, C e D. Inoltre, poiché una scarica completa o un sovraccarico danneggia o riduce la durata di una batteria agli ioni di litio, i loro caricabatterie sono dotati anche di circuiti sofisticati e sono quindi più costosi.