Batterie al piombo e Ni-Mh: cosa sono, come funzionano, autonomia

Le batterie agli ioni di litio sono ormai lo standard nel campo della mobilità elettrica. Nuove tecnologie si stanno diffondendo, ma ancora non prendono il sopravvento su questo tipo di accumulatori.

C’è stato un tempo non troppo lontano, però, in cui le batterie delle auto elettriche erano diverse. Si usavano quelle al piombo, ad esempio, o quelle al nichel-metallo idruro. Si tratta di tecnologie ormai superate che però non sono del tutto scomparse. Vediamo di cosa si tratta.

Come sono fatte

Le batterie al piombo, per funzionare, utilizzano due elettrodi immersi nell’acido solforico. Quello positivo è in piombo ricoperto da biossido di piombo, quello negativo è di piombo metallico poroso. Una reazione chimica tra quest’ultimo e il solfato contenuto nell’acido solforico conduce la carica dall’elettrodo negativo a quello positivo, generando corrente. Questa reazione può essere invertita, consentendo alla batteria di essere ricaricata se attaccata a una sorgente elettrica.

La Fiat Panda Elettra aveva batterie al piombo

Le batterie al nichel-metallo idruro, invece, hanno catodo costituito da ossi-idrossido di nichel e anodo fatto da un idruro composito di metalli.

Vantaggi e svantaggi

Questi due tipi di batteria, per quanto diversi nei materiali e nelle logiche di funzionamento, hanno caratteristiche simili per più di un aspetto. Per prima cosa, sono abbastanza semplici ed economiche da produrre. Inoltre, sono meno infiammabili di quelle agli ioni di litio.

Hanno però una serie di limiti che non hanno permesso a entrambe di sopravvivere all’arrivo delle batterie agli ioni di litio se non in modo marginale. Il primo limite è dato dalla scarsa durata. Le batterie agli ioni di piombo (usate dalla Fiat Panda Elektra) impiegano tra i 250 e i 500 cicli prima di veder scendere le prestazioni del 20-30%. Le batterie al nichel-metallo idruro fanno leggermente meglio (ma siamo sempre nell’ordine dei 500 cicli).

Inoltre, entrambe hanno una densità energetica scarsa. Entrambe offrono una forbice compresa tra i 50 e gli 80 Wh/kg. Le batterie al piombo, poi, soffrono di “autoscarica”, perdono quindi una parte dell’energia immagazzinata anche quando non sono usate. Invece, le batterie al nichel-metallo idruro, sono affette da effetto memoria. In sintesi, perdono prestazioni se si effettuano ricariche parziali o se si riporta la carica al 100% quando la batteria non è del tutto scarica.

La seconda generazione della Toyota Prius, del 2003, aveva batterie al nichel-metallo idruro

Chi le usa

Le batterie al piombo sono ancora usate sulle auto elettriche. Sono usate esclusivamente su modelli molto economici e di dimensioni molto contenute. Si trovano soprattutto su veicoli prodotti in Cina, citycar o anche quadricicli leggeri.

Le batterie al nichel-metallo idruro, invece, sono ancora abbastanza diffuse nel mondo delle auto, ma non vengono utilizzate da vetture completamente elettriche. È più facile trovarle su auto ibride o ibride plug-in. Toyota, per esempio, le ha usate per decenni sulle sue “HEV”, ma ora sono passate alle batterie agli ioni di litio.

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