Batterie al piombo: funzionamento e caratteristiche

Tutte batterie trasformano l’energia chimica prodotta dalle reazioni chimiche che avvengono nelle celle in energia elettrica. Un caso particolare è costituito dalle batterie al piombo acido che sono usate nei mezzi di locomozione.
Schematicamente una cella al piombo è costituita come nel disegno. Gli elettrodi, uno di piombo e l’altro di biossido di piombo, sono immersi in una soluzione costituita da circa il 30% di acido solforico e acqua. Questo tipo di cella genera una tensione di 2,16 volt.
Durante la fase di scarica, nella quale la batteria fornisce corrente, entrambi gli elettrodi si consumano, il piombo e il biossido di piombo che li costituiscono si trasformano in piombo solfato.
Viceversa, nella fase di ricarica il piombo solfato si trasforma in piombo e biossido di piombo e i due elettrodi si rigenerano.
La batteria vista così sembrerebbe avere vita infinita, tuttavia altri fenomeni, soprattutto di solfatazione, ne limitano la durata. I processi di carica e di scarica non sono perfettamente reversibili principalmente perchè il solfato di piombo che si forma è un solido bianco insolubile che tende a depositarsi sugli elettrodi o sul fondo della cella impedendo il ripristino della superficie originaria degli elettrodi.
La causa principale della solfatazione è il permanere dell’accumulatore in condizione di scarica, ovviamente il fenomeno sarà tanto più rapido quanto maggiori saranno tempo e livello di scarica. Per garantire quindi una buona durata di una batteria al piombo è opportuno evitare la permanenza per lunghi periodi in condizioni di scarica anche solo parziale.
La carica della batteria deve essere effettuata con intensità di corrente bassa, al massimo pari al 10 % della capacità. Non deve inoltre durare più del necessario perché oltre alla formazione di una miscela di idrogeno e ossigeno, che in presenza di fiamme o scintille può esplodere, provoca anche perdita di acqua dalla soluzione nel caso di batterie con elettrolita liquido e porta alla formazione di bolle di gas che rimangono imprigionate in modo irreversibile nell’elettrolita nel caso di batterie al gel..
Al di là delle diverse tipologie costruttive (vaso aperto, senza manutenzione, al gel ecc.) la batterie oltre che per dimensioni e orientamento e forma dei morsetti vengono caratterizzate da tensione, capacità e corrente di spunto.

Tensione, la tensione teorica di una cella al piombo è di circa 2,2 volt. Per avere batterie da 6, 12 o 24 volt è necessario accoppiare in serie rispettivamente 3, 6 o 12 celle come quella rappresentata nello schema.
Le comuni batterie da 12 volt sono quindi costituite da sei celle. La tensione teorica dovrebbe essere pertanto circa 6 x 2,2 = 13,2 V. Nella pratica una batteria in piena efficienza ha una tensione di circa 12,7 V.
Anche se la tensione varia di qualche decimo di volt con la concentrazione di acido solforico e con la temperatura, valori di tensione di 13,8 V o addirittura di 14,4 V che ho visto riportati (Wikipedia tra gli altri) non hanno realtà fisica.

Capacità, espressa in amper/ora (Ah), definisce la quantità di energia che l’accumulatore è in grado di erogare per un certo tempo e dipende dalle dimensioni degli elettrodi e quindi dalla quantità di piombo e piombo biossido che si possono trasformare in piombo solfato.
Vi sono varie convenzioni per definire la capacità di una batteria, la normativa europea prevede che la scarica debba durare per 10 ore (viene indicata con C10). Quindi una batteria (come quelle dei Bol d’Or) da 14 Ah potrà fornire 1,4 A per la durata di 10 ore. La durata della scarica viene fissata per evitare interpretazioni fuorvianti ed errate del tipo: una batteria da 14 Ah in 30' fornisce 28 A.

Corrente di spunto, è la corrente massima che la batteria può fornire per tempi dell’ordine di qualche secondo ed è in genere usata per avviare i motori. Pur con le stesse tensioni e capacità le batterie possono avere correnti di spunto sensibilmente diverse e per una batteria da 14 Ah la corrente di spunto dovrebbe essere attorno ai 160 A. Una scarica prolungata con queste intensità di corrente può deformare gli elettrodi e mandarli in cortocircuito rendendo l'accumulatore inutilizzabile.
La corrente di spunto dipende essenzialmente dalla velocità con la quale avvengono le reazioni chimiche nella cella e in pratica dalla porosità della superficie dell’elettrodo. Va notato che la corrente di spunto è anche sensibile alla qualità dei materiali e delle saldature interne alla batteria. Infatti, poca resistenza in più determina, con simili correnti, un forte riscaldamento istantaneo ed un aumento della resistenza elettrica che provocano minore longevità e robustezza ai carichi elevati della batteria.

Ciao barracuda…o letto il tuo articolo e ho pensato bene a chiederti un consiglio..ultimamente sento piu spesso dire che le batterie al “gel”siano migliori delle batterie tradizionali,tipo quelle montate dalle nostre bol dor, piu spunto,resistono di piu hai sbalzi di temperatura (inverno).ecc,ecc..io uso la moto anche nei mesi piu freddi e capita che se la lascio fuori anche una notte la batteria e a terra per poi a breve tempo doverla sostituire con una nuova..cosa mi consigli provo a sostituirla con una batteria al gel?

Ciao Mark, prima di risponderti mi sono consultato con il Papero che conosce il sistema di ricarica dei Bol d'Or molto meglio di me.
Il vantaggio principale della batterie al gel è che si solfatano meno delle altre. Per contro costano parecchio di più e richiedono correnti di ricarica basse altrimenti subiscono danni irreversibili. Nella pratica non sono molto adatte al sistema di ricarica delle nostre moto.
Il consiglio è di continuare ad usare le batterie classiche o, se vuoi cambiare, quelle che vengono chiamate AGM che sono più adatte al complesso alternatore-regolatore di moto un pò anzianotte.

Devo cambiare la batteria perchè si scarica ogni altro momento.
Ce ne qualcuna meglio delle altre. A me durano sempre poco.
Voi quali montate.

Io monto una Yuasa,e la sto' usando da circa quattro anni.
Il segreto e' non farla solfatare.......
Durante l'inverno se non si usa la moto e' consigliabile toglierla e periodicamente una volta al mese e' molto utile dargli una bella carica.
Cosi' facenda si evita la formazione del solfato e il deterioramento precoce della stessa.
Ora sulla moto ho installato un manutentore che costantemente controlla e carica la batteria nel periodo invernale e cosi' non devo neanche piu' smontarla......naturalmente prima di fermarla per il letargo invernale controllo sempre il livello dell'acido.....

Anche la mia è yuasa ma l'ho cmprta l'anno scorso e è già cotta. Volevo provare a cambiare l marca.

Un anno e gia' cotta!!!
O e' difettosa o la tua moto non carica..........
Fai un controllo con il tester sui morsetti batteria con motore acceso,circa a 3000 giri se tutto e' ok dovresti avere una tensione di 14 volt.

Questa è la piu indicata per le Boldor.....la sigla è : Yuasa YB14LA2

http://www.batterierae.it/-p-169.html

Cercando il dato dei CCA per la Yumicron indicata da Tiziano ho recuperato questo grafico pubblicizzato dalla Yuasa stessa:



per quanto me ne capisca poco, mi pare che 190 CCA siano un valore di tutto rispetto, confrontato ad esempio con i 210 della Deka/Big Crank, tecnologia AGM, che in Italia viene commercializzata ad un prezzo quadruplo della Yumicron.

Fonte: http://www.yuasabatteries.com/literature.php

E' la stessa identica della mia. Cosa devo fare la cambio o faccio prima il controllo col tester.