Batteria gonfia: perché succede e quanto è pericoloso

Sempre più utenti riferiscono di batterie che si gonfiano: ecco le principali motivazioni di questo fenomeno e qualche suggerimento per gestire il problema.

Il rigonfiamento delle batterie di smartphone, tablet, notebook e altri dispositivi mobili è un fenomeno piuttosto frequente. Può capitare di accingersi a utilizzare uno dei propri dispositivi e, improvvisamente, realizzare che la batteria risulta gonfia.
Spesso l’anomalia è evidente perché la batteria, aumentando di dimensioni, riesce a incurvare la zona della tastiera di un notebook o la parte che viene appoggiata sul tavolo (tanto che il PC non sembra più “in piano”) oppure a flettere o addirittura a staccare il dorso dello smartphone.
Da che cosa dipende questo fenomeno? Come evitare che accada e come comportarsi nel caso in cui si rilevasse il problema?

Batteria gonfia: da cosa dipende

Le celle che oggi vengono vendute come batterie litio-ione-polimero hanno uno schema diverso rispetto alle vecchie celle a ioni di litio. A differenza delle celle in litio-ione, che erano contenute in minuscoli contenitori rigidi in metallo cilindrici o prismatici (a nido d’ape), le attuali celle polimeriche hanno una struttura a fogli flessibili, spesso pieghevoli (laminato polimerico), e contengono ancora un solvente organico. La maggiore differenza tra le celle in polimero e le celle litio-ione in commercio è che nelle seconde, il contenitore rigido pressa reciprocamente gli elettrodi e il separatore, mentre in quelle a polimero questa pressione esterna non è richiesta perché i “fogli” di elettrodo e i “fogli” del separatore (dielettrico) sono laminati ciascuno sull’altro.

Le batterie in polimero litio-ione sono apparse nel commercio destinato all’elettronica di consumo soltanto nel 1996. In precedenza erano una invenzione sovietica sotto segreto militare, ma in possesso anche del complesso militare industriale statunitense. La tecnologia venne messa a disposizione dell’industria di consumo soltanto qualche anno dopo la caduta del Muro di Berlino.

Dal momento che non è necessario alcun tipo di contenitore in metallo, la batteria può essere più leggera e sagomata per occupare lo spazio che le è riservato nell’apparecchio da alimentare. Dal momento che hanno un impacchettamento più denso senza spazi tra le celle cilindriche e senza contenitore, la densità energetica delle batterie Li-Poly è maggiore di più del 20% rispetto a una Litio-Ione classica ed è circa tre volte migliore rispetto alle batterie NiCd e NiMH.

La tensione delle celle Li-Poly varia da circa 2,7 V (scariche) a circa 4,23 V (a piena carica), e le batterie Li-Poly devono essere protette dall’eccesso di carica limitando la tensione applicata a non più di 4,235 V per ogni cella usata in una combinazione di esse in serie. Durante la scarica dovuta a un carico di lavoro, questa dovrà essere rimossa e ricaricata al più presto quando la tensione scende sotto circa 3.0 V per cella (se usate in una combinazione in serie), altrimenti la batteria come conseguenza non potrà essere caricata più a lungo.

Nella prima fase dello sviluppo la tecnologia litio-polimeri aveva dei problemi a causa della resistenza interna.

Se confrontate alle batterie Li-ion, le batterie Li-Poly hanno un tasso di degrado maggiore nel ciclo di vita. A ogni modo, recentemente, produttori hanno dichiarato di aver raggiunto un numero di 500 cicli di carica/scarica prima che la capacità si riduca all’80% di quella iniziale. Un’altra variante delle batterie ai polimeri di litio è la “batteria al litio ricaricabile in film sottile” che ha reso possibile più di 10 000 cicli di carica e scarica.

Uno dei grandi vantaggi della tecnologia Li-Poly è che i costruttori possono sagomare la forma alle batterie più o meno come vogliono: questo può essere importante per i costruttori di telefoni cellulari, che costantemente lavorano su telefoni sempre più piccoli, sottili e leggeri. Un altro vantaggio delle batterie ai polimeri di litio rispetto alle batterie Ni-Cd (nichel-cadmio) e NiMH (nichel-metal idruro) è che la corrente di scarica a vuoto (auto scarica) è molto minore.

Uno dei principali difetti della tecnologia è la necessità di usare caricabatterie specifici, per evitare incendi ed esplosioni. La batteria può esplodere se corto-circuitata, a causa della bassissima resistenza interna e della conseguente tremenda corrente impulsiva che attraversa la cella. Inoltre una cella Li-Poly può incendiarsi facilmente se forata, per cui le batterie sono, in varie applicazioni, ricoperte da un involucro plastico che dovrebbe prevenire le forature. In applicazioni specifiche (ad es. automobili radiocomandate), inoltre, sono richiesti controlli elettronici di coppia per i motori elettrici collegati alla cella, al fine di contenere le correnti di scarica e di conseguenza il danneggiamento della batteria.

Un problema delle batterie a base di litio è l’approvvigionamento della materia prima: il litio è disponibile in natura in quantità limitata e richiede processi di estrazione particolarmente complicati e costosi.

Fonte Wikipedia