Cosa c’è dentro una batteria? Materiali per chimica

Ogni batteria ha quattro componenti fondamentali, ma sono i materiali a definire chimica, voltaggio, densità energetica e impiego.

I quattro componenti universali

Anodo (elettrodo negativo): qui avviene l’ossidazione (rilascio di elettroni).
Catodo (elettrodo positivo): qui avviene la riduzione (accettazione di elettroni).
Elettrolita: conduttore ionico (liquido, gel, polimero, solido) tra gli elettrodi.
Separatore: membrana porosa che impedisce il contatto fisico lasciando passare gli ioni.

Chimica	Anodo	Catodo	Elettrolita	Separatore	V nominale
Li-ion (LiCoO₂)	Grafite / Si-C	LiCoO₂ (LCO)	LiPF₆ in EC/DMC/EMC (carbonato organico)	PE / PP / rivestito ceramica	3,7 V
Li-ion (NMC)	Grafite	LiNiMnCoO₂	LiPF₆ in carbonati	PE/PP	3,6–3,7 V
Li-ion (LFP)	Grafite	LiFePO₄	LiPF₆ in carbonati	PE/PP	3,2 V
Piombo-acido	Pb (spugnoso)	PbO₂	H₂SO₄ (aq) ~4,2 M	AGM (vettore in vetro) / PE	2,1 V/cella
NiMH	Idruro metallico (AB₅/AB₂)	NiOOH	KOH (aq) ~30%	Poliammide / PP	1,2 V
Alcalina (primaria)	Polvere di Zn	MnO₂	Gel KOH (aq)	Carta / tessuto non tessuto	1,5 V
Li primaria (a bottone)	Metallo Li	MnO₂ / CFₓ / FeS₂	Sale di Li in solvente organico	PP / fibra di vetro	3,0 V

Raccoltori di corrente: foglio di Cu (anodo), foglio di Al (catodo) – conducono elettroni alle linguette.
Contenitore: acciaio (cilindrico), busta Al (prismatico/polimero), plastica (a bottone).
Dispositivi di sicurezza: CID (interruttore di corrente), PTC (termico), disco di sfiato.

Densità energetica: la scelta del catodo (LCO > NMC > LFP) determina Wh/kg.
Potenza/durata: anodo (Si > Grafite > LTO), additivi elettrolitici, porosità del separatore.
Sicurezza: LFP > NMC > LCO; gli elettroliti allo stato solido eliminano l’infiammabilità.
Costo/senza cobalto: LFP, Na-ion, LMFP in crescita per veicoli elettrici e rete elettrica.

La prossima volta che leggi "Lithium-ion", ricorda: è una famiglia, non una ricetta unica. La tavola periodica sceglie le prestazioni.