Strana avvertenza su pile ricaricabili

Fabio_78 :

Qualunque cosa possa succedere, certamente non ci può passare corrente inversa, come hai scritto.

Semplicemente non c'è inversione di corrente, perché la corrente è la stessa in tutti gli elementi.

Che poi la cella non sia contenta e che possa succedere qualcosa può ben darsi, ma certo non corrente inversa.

Fabio_78 :

Volevo mettere in rilievo che non è questione di concordare o no: è quella la definizione, e il testo da me citato è corretto.

Giusto, ma non l'ho scritto...

Ho capito l'inghipppo, io parlavo di inversione della tensione sull'elemento in questione, mentre tu ti riferivi all'inversione di corrente.

Ok.

Puoi anche vederla come una ricarica a corrente invertita rispetto al normale :)

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Fabio Eboli nella vita reale...

Fabio_78 :

Stai quotando LAB, non me...

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Muvideo altrove 
Fabio Eboli nella vita reale...

Fabio_78 :

Uh. Pardon.

Ma hai parlato comunque di inversione della tensione. Posto che le batterie sono cose complicate e non so come funzionano, mi pare comunque inverosimile che si inverta la tensione quando ci passa la corrente nel senso giusto.

Senso giusto: entrambi i sensi della corrente sono giusti uno durante la scarica e l'altro durante la carica, finché la tensione della batteria è nei limiti.

Per quanto riguarda l'inversione e' intuitivo, ma per farla breve considera che una batteria carica sta erogando l'energia immagazzinata al mondo esterno, la potenza erogata e' data da tensione x corrente, e la consideriamo positiva. Quando e' scarica non eroga + energia (l'ha esaurita), ma ne assorbe (diventa un utilizzatore) quindi la potenza viene assorbita dal mondo esterno (le altre celle), allora sarà negativa, e se la corrente non ha cambiato segno allora la tensione deve essere per forza negativa.

Guardati lo schemino e pensa un po' che succede alle tensioni A B e C quando B1 o B2 si scarica mentre l'altra rimane carica, e continua ad erogare corrente nel verso disegnato.

Ciao!

[FIDOCAD] MC 75 40 1 0 080 MC 55 30 1 0 450 MC 35 65 3 0 450 TY 50 25 4 3 0 0 0 * + TY 40 25 4 3 0 0 0 * - TY 40 60 4 3 0 0 0 * + TY 50 60 4 3 0 0 0 * - LI 35 30 25 30 0 LI 25 30 25 65 0 LI 25 65 35 65 0 LI 55 30 75 30 0 LI 75 30 75 40 0 LI 75 50 75 65 0 LI 75 65 55 65 0 TY 35 20 4 3 0 0 0 * B1 TY 35 55 4 3 0 0 0 * B2 TY 80 45 4 3 0 0 0 * U LI 65 55 30 55 0 LI 30 55 30 40 0 LI 30 40 65 40 0 LI 65 40 65 50 0 FCJ 2 0 3 2 0 0 TY 45 45 4 3 0 0 0 * I TY 75 65 4 3 0 0 0 * A TY 25 65 4 3 0 0 0 * B TY 75 25 4 3 0 0 0 * C

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Muvideo altrove 
Fabio Eboli nella vita reale...

"pot" sceriveva:

Strano che una cosa tanto evidente ti paia inverosimile: non importa avere conoscenze approfondite sulla chimica delle batterie per comprendere i concetti di capacita', energia immagazzinata, verso di scorrimento della carica elettrica. Comunque, se prendi due batterie analoghe disposte in serie una bella carica ed una mezza carica e chiudi la serie dei due elementi su di un carico (una resistenza ad esempio), prova a pensare cosa accade quando l'elemento mezzo carico si sara' scaricato completamente sino a raggiungere la tensione di 0 V. Attraverso la serie continuera' a fluire corrente e questo comporta di fatto la "carica" a polarita' invertita dell'elemento che si e' scaricato per primo, perche' c'e' l'altro piu' arzillo che continua a spingere gli elettroni nel verso utile a conseguire questo effetto. E' proprio questo fluire ulteriore della corrente che si rivela assai deleterio per la chimica dell'elemento semiscarico (che non gradisce affatto la carica a polarita' invertita). Se proprio hai difficolta' con le batterie, prendi due condensatori elettrolitici, uno da 470 uF ed uno da 1000 uF. Mettili in parallelo e caricali a 12 volt. Poi evitando di scaricarli fortuitamente riconnettili in serie e alimenta con la serie realizzata (24 V iniziali) una resistenza da

1k. Vai a misurare la tensione residua sui due condensatori a transitorio esaurito. Scoprirai che quello da 470 uF risulta carico con una tensione di polarita' invertita rispetto a quella di partenza. Visto che la definizione di Farad la conosci puoi anche calcolare la tensione finale. Se non la rammentassi, la relazione costitutiva dei condensatori e' i(t)=C*dv(t)/dt. Mentre per la resistenza vale la legge di Ohm: v(t)=R*i(t). Te lo lascio come esercizio. Tieni presente che purtroppo un elettrolitico polarizzato non lo puoi modellare bene come un condensatore puro, perche' quando lo carichi al contrario entrano in gioco effetti parassiti. Questi effetti a volte li riscontri anche molto facilmente osservando che la resistenza offerta dal condensatore (misurandolo con un multimetro) non sale verso i gigaohm mano a mano che il condensatore si carica, ma si ferma ad un valore parassita (quando la polarita' applicata dal multimetro al condensatore e' appunto quella sbagliata). Pero' sono effetti che proprio come la carica a polarita' invertita per le batterie non sono ben modellati, e sovente danneggiano irreversibilmente il dispositivo. Ciao. Mirko.

Fabio_78 :

Stavamo parlando di scarica, il senso giusto è uno solo.

Perché assorbe? Non fa prima a stare ferma e buona a tensione nulla?

"Mirko" :

Come scrivevo poco fa: perché si carica al contrario? Non può tenere la tensione nulla mentre ci passa la corrente? Ma qui immagino che la risposta dipenda dalla chimica della batteria.

Sì, ma con le batterie funziona allo stesso modo?

E' una cella elettrolitica, fatta da due elettrodi e dell'elettrolita, la corrente che la attraversa è dovuta al flusso di ioni, quello che combinano sugli elettrodi (che non sono chimicamente inerti) dipende dalla chimica della cella. Non so quello che succede in una cella NiCd, ma ad esempio credo che le celle al Pb siano chimicamente reversibili, praticamente si caricano al contrario con parametri simili alla ricarica nel verso normale, non credo pero' che la cosa sia salutare per loro.

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Muvideo altrove 
Fabio Eboli nella vita reale...

Che io sappia le uniche che si possono caricare a tensione invertita, dopo che la tensione è scesa a 0 V, sono quelle al Pb.

Nelle altre (NiCd, NiMh, ecc) il processo elettrochimico non è reversibile.

ciao, Piero

"Piero" scriveva:

Sul piano elettro-chimico esattissimo. Su quello pratico legato al come le batterie stesse sono costruite, purtroppo non e' conveniente procedere alla carica alternata perche' facilmente si sviluppano dei dendriti che presentano la sgradita tendenza di forare il materiale separatore interposto tra anodo e catodo. E' un peccato perche' come sistema di desolfatazione degli accumulatori al piombo e' particolarmente efficace. Inoltre, a parte questo discorso del danno prodotto sul separatore, per come sono costruiti gli accumulatori al piombo (non con processo di formazione Plante'), la carica a polarita' invertita tende a far disgregare fisicamente una piastra, facendole perdere materiale attivo che cade sul fondo per gravita'. Invece se l'accumulatore e' costruito partendo da piombo formato con cariche alternate (processo Plante'), allora non ci sarebbero problemi se non quello dei dendriti che col tempo si formano e possono arrivare a costituire anche dei micro cortocircuiti tra le piastre di polarita' opposta.

Quoto al 100%. In pratica si sviluppano dei gas che superata una certa pressione vengono evacuati all'esterno, pena esplosione dell'accumulatore. Ed e' questa perdita di gas che essenzialmente determina l'irreversibilita' della reazione. Lo si puo' intuire anche da un mero bilancio di massa. Ciao. Mirko.

Ti ringrazio per l'interessante precisazione. In effetti il procedimento di "carica invertita" l'avevo trovato descritto più volte proprio come un sistema "brutale" di desolfatazione da mettere in atto, sapendo che comunque la batteria è ormai irrimediabilmente compromessa.

ciao, Piero

"pot" domandava:

L'equivoco ha origine secondo me nel fatto che sovente si fa ricorso al paragone idraulico per formalizzarsi in mente il concetto di accumulatore di energia elettrica. Lo si paragona cioe' ad un bel serbatoio pieno di acqua che... mano a mano che si scarica (di energia) si svuota sino a non contenere piu' acqua; e si associa alla tensione finale nulla il livello di acqua azzerato. L'elettrochimica ci dice un qualcosa di un po' diverso, legato di fatto ai potenziali di ossido riduzione degli elementi usati come elettrodi. E quando si ha tensione nulla ai capi dell'accumulatore, mantenendo la corrente preesistente (ad opera di fatto degli altri elementi ancora parzialmente carichi che ci sono nella maglia), la reazione prosegue con inversione della polarita' sull'elemento: come se la presa del nostro serbatoio non fosse sul fondo, ma a meta', e quando si insiste a prelevare acqua, il livello scende sotto quello del rubinetto (perche' di fatto la stiamo in pratica aspirando). Ecco che con questo serbatoio un po' modificato potremmo modellare anche il concetto di polarita' invertita. Quindi il fatto che si carica al contrario e' un mero discorso elettrochimico. Sarebbe utile, poter mantenere la tensione nulla con qualche artificio: basterebbe un semplice diodo (ideale) disposto in parallelo all'accumulatore che entrerebbe in conduzione non appena la tensione tendesse a invertirsi. Il sogno di qualunque appassionato di batterie NiCd o NiMH costituite da tanti elementi, sarebbe proprio quello di disporre di diodi ideali da usarsi in tal guisa per salvaguardare gli elementi meno prestanti. Purtroppo la tecnica dei semiconduttori non ci offre (ad oggi) diodi con una caratteristica del genere, ed anche sfruttando gli Shottky, l'elemento raggiungerebbe qualche decimo di volt di tensione invertita, sufficiente a danneggiarlo.

Non identico, perche' fin che si lavora nella caratteristica tensione-corrente appropriata le reazioni di ossido-riduzione sono essenzialmente reversibili, mentre quando si entra nei quadranti con tensione negativa, si ha sviluppo di gas sugli elettrodi con conseguente dispersione e irreversibilita' del processo (ad esempio cresce in maniera rilevante la resistenza interna del generatore). Ma da un punto di vista concettuale il paragone coi condensatori calza discretamente. Ritengo poi che a livello dilettantistico diventerebbe piuttosto arduo modellare il tutto (dall'elettrochimica) per stimare la tensione finale di un simile set-up. Ma il concetto di tensione invertita, quello si spiega qualitativamente in modo perfetto (sia con gli accumulatori che con i condensatori). Ciao. Mirko.

"Mirko" :

Va bene, grazie.

addirittura? non sono 0,2 V circa?

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E quindi uscimmo a riveder le stelle. 
Erano cinque: mi toccai le palle. [Paolo Pellegrino]

"Herik" scriveva:

Beh, si', diciamo 200/300 mV, ma l'elemento si danneggia anche con questi valori solo apparentemente contenuti (meglio di niente, ma non basta). Ciao. Mirko.

Ci avevo pensato anch'io, ma poi mi è venuto in mente che sarebbe sufficiente collegare ogni batteria/gruppo di 4-6 batterie ad un diodo di bypass con l'anodo sul negativo ed il catodo sul positivo. Penso che se si arriva a collegare 21 batterie in serie, l'apparecchio non è la classica robetta da 2 soldi e potrebbe prevedere quanto sopra.

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- Oh!!! Ghe xe nesuni? 
- Si! Sa vuto? 
- Gavio na cariola da prestarme? 
- La voto piena o la voto voda?