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Costruzione base di una batteria NiMH
Per capire i cambiamenti apportati alle batterie eneloop è necessario conoscere come sono costruite le batterie NiMH.
In linea di principio le batterie al NiMH, similarmente ad altre batterie ricaricabili, sono costituite da due nastri metallici, gli elettrodi positivo e negativo. Fra questi due nastri è interposto un terzo nastro isolante.
L’accoppiamento di questi strati è arrotolato a spirale e posto in un contenitore metallico. Prima di essere chiuso il contenitore è riempito di liquido, l’elettrolito. Il coperchio è dotato di uno sfiatatoio che permette la fuga di gas che si formerebbe nel caso di sovraccarico.
Il comportamento elettrico della batteria dipende dalla composizione degli elettrodi e dell’elettrolito impiegato.
Autoscarica
Come è ridotta l’autoscarica?
Le batterie NiMH consistono in due nastri metallici (anodo e catodo) che sono separati da un nastro di plastica porosa isolante (separatore). Questi tre nastri sono uniti ad uno dei propri lati ed arrotolati in bobina. L’avvolgimento è posto in un contenitore metallico ed immerso in un liquido (elettrolito). Il contenitore è quindi chiuso con un coperchio.
L’autoscarica delle batterie Ni-MH può essere causata da tra motivi principali:
- la decomposizione del catodo
- la naturale disgregazione dell’anodo
- Impurità presenti nell’anodo
Allora come può essere ridotta l’autoscarica delle eneloop?
La decomposizione del catodo è stata ridotta sostanzialmente con l’impiego di un nuovo tipo di lega superlattice.
Un ulteriore beneficio dovuto all’impiego di lega superlattice è l’aumento della capacità elettrica della batteria riducendo la resistenza interna che permette una maggiore corrente di scarica.
Altro vantaggio della lega superlattice è la minore necessità di cobalto per stabilizzare la struttura del composto.
L’anodo è stato irrobustito con un nuovo metallo che ne riduce la naturale disgregazione.
In aggiunta il separatore e l’elettrolito impiegati sono stati ottimizzati per una inferiore autoscarica delle eneloop.
Una dettagliata descrizione della tecnologia impiegata può essere ricavata da questo articolo.
I miglioramenti della nuova eneloop
La differenza tecnica tra le ‚vecchie‘ e le ‚nuove‘ eneloop è il miglioramento della nuova "superlattice alloy".
(1) Miglioramento dei materiali: Il sviluppo di un "super-lattice-alloy" estremamente resistente
La resistenza della tecnologia superlattice alloy che viene usato per il catodo della batteria eneloop, sviluppato da SANYO inizialmente, è stato ottimizzato attraverso l’omogeneizzazione della struttura cristallina. Questo è stato reso possibile tramite una reduzione dei cristalli con una disposizione irregolare degli atomi. Allo stesso tempo, cambiando la relazione dei singoli elementi, si riusciva a migliorare la struttura della lega, per ridurre l’usura durante la carica e scarica della batteria.
(2) Miglioramento del processo di produzione: Tecnologia sviluppata per la protezione della superficie della superlattice alloy
Al materiale del catodo, il superlattice alloy, è stato aggiunto un additivo specifico. Nello stesso tempo una nuova tecnologia per l´involucro è stata sviluppata. La nuova protezione della superficie della lega riduce l'usura causata da ripetute cariche e scariche.
(3) Struttura migliorata: Uso di un involucro sottile e resistente
Le nuove batterie eneloop hanno lo stesso involucro sottile e resistente come le batterie ricaricabili AA della seria Ni-MH2700, leader mondiale nel settore delle batterie industriali di SANYO. Questo aumenta l’efficienza dello spazio interno delle pile, ottimizza l’equilibrio tra i componenti della pila e risulta in un aumento nel numero dei cicli di ricarica.
