I Tre Componenti Principali di una Batteria
Ogni cella elettrochimica (batteria) ha tre componenti essenziali:
1. Anodo (Elettrodo Negativo)
- Ruolo: Fonte di elettroni durante la scarica (ossidazione).
- Materiali: Grafite (Li-ion), Zinco (alcalino), Piombo (piombo-acido), Litio metallico (primario Li), Lega assorbente idrogeno (NiMH), Cadmio (NiCd).
- Reazione (Scarica): Anodo → Anodoⁿ⁺ + n e⁻
2. Catodo (Elettrodo Positivo)
- Ruolo: Accettore di elettroni durante la scarica (riduzione).
- Materiali: LiCoO₂ / NMC / NCA / LFP (Li-ion), MnO₂ (alcalino), PbO₂ (piombo-acido), NiOOH (NiMH/NiCd), FeS₂ (Li-FeS₂), Ag₂O (ossido d'argento).
- Reazione (Scarica): Catodo + n e⁻ → Catodoⁿ⁻
3. Elettrolita
- Ruolo: Conduttore ionico (permette flusso ioni) + isolante elettronico (blocca flusso elettroni). Completa il circuito interno.
- Forme: Liquido (KOH acquoso, H₂SO₄), Gel (KOH gelificato), Polimero (PEO-LiPF₆), Ceramica solida (LLZO, LGPS), Liquido organico (carbonati + LiPF₆).
- Ioni Chiave: Li⁺, H⁺, OH⁻, Zn²⁺, Pb²⁺, Na⁺.
Come Lavorano Insieme
Scarica: Anodo ossida → rilascia e⁻ (filo esterno) + cationi (elettrolita) → Catodo riduce → consuma e⁻ + cationi.
Carica (Solo Secondarie): Tensione esterna forza flusso inverso → cationi tornano all'anodo → chimica originale ripristinata.
Bonus: Il Separatore
Non un componente "principale" ma critico: membrana porosa (PE, PP, ceramica rivestita) tra anodo/catodo che impedisce cortocircuito facendo passare ioni.
Mnemonico: Aodo Catodo Elettrolita = ACE — la mano vincente.