Gas rilasciati dalle batterie: Idrogeno, ossigeno, CO₂ e implicazioni di sicurezza
Le batterie non "producono gas" durante il normale funzionamento come un motore a combustione. Tuttavia, il gassificarsi avviene come reazione parassita collaterale durante sovraccarica, abuso o fuga termica, e la composizione del gas è specifica per la chimica.
Piombo-acido (Allagato / VRLA)
- Sovraccarica (Elettrolisi dell'acqua): 2H₂O → 2H₂↑ (anodo) + O₂↑ (catodo). L'idrogeno è infiammabile (LEL 4% in aria).
- VRLA (AGM/Gel): Design ricombinante: O₂ migra alla piastra negativa → Pb + ½O₂ → PbO → PbSO₄ (ricarica). L'evoluzione di H₂ è soppressa ma non eliminata ad alta sovraccarica. Le valvole di pressione rilasciano H₂/O₂ se la ricombinazione è sopraffatta.
Litio-Ione
- Normale: Gas trascurabile. Formazione SEI consuma tracce di elettrolita (primo ciclo solo).
- Abuso (Sovraccarica, Surriscaldamento, Penetrazione chiodo): Decomposizione dell'elettrolita (carbonati → CO₂, CO, C₂H₄, PF₅, HF). Rilascio di ossigeno dal catodo (NMC/LCO a >200°C) → combustione. Decomposizione esotermica dell'anodo (grafite). Gonfiore = generazione di gas.
- LFP: Più stabile; meno rilascio di O₂; produce comunque CO₂/CO dall'elettrolita.
A base di nichel (NiCd, NiMH)
- Sovraccarica: 2NiOOH + 2H₂O → 2Ni(OH)₂ + O₂↑ (positivo). Negativo: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻. Ricombinatori catalitici (Pt/Pd) nelle celle sigillate convertono H₂ + O₂ → H₂O.
Alcaline / Zinco-Carbonio (Primarie)
- Scarica: Zn + 2MnO₂ + 2NH₄Cl → Zn(NH₃)₂Cl₂ + Mn₂O₃. Nessun gas idealmente.
- Sovrascarica / Calore: Corrosione Zn: Zn + 2H₂O → Zn(OH)₂ + H₂↑. Può rompere la tenuta (AA gonfie/perdite).
Protocolli di sicurezza
- Ventilazione: Carica piombo-acido in area ventilata; mai in recinto sigillato.
- Rilevamento gas: Sensori H₂ in sale batterie (NFPA 70E, IEEE 484).
- Li-ion: Pack gonfio = rimozione immediata; non forare; riciclare.
L'evoluzione di gas è un sintomo di guasto, non una caratteristica di progettazione. Una ricarica corretta la elimina nei sistemi ricaricabili.