Batterie al piombo
Le batterie al piombo sono dispositivi di accumulo di energia chimica. Utilizzano piombo e biossido di piombo (PbO₂) come materiali attivi per gli elettrodi negativi e positivi, con acido solforico diluito come elettrolita. Essenzialmente convertono l'energia elettrica in energia chimica e viceversa attraverso reazioni elettrochimiche. Queste batterie sono la scelta migliore per vari sistemi di accumulo di energia, alimentatori di emergenza e dispositivi soft/black start.
Una batteria al piombo-acido a cella singola ha una tensione nominale di 2,0 V. Può scaricare fino a 1,5 V e caricare fino a 2,4 V. Nelle applicazioni pratiche, sei singole celle sono spesso collegate in serie per formare un modulo batteria al piombo-acido da 12 V nominali. Su questa base di 12 V, è possibile effettuare collegamenti in serie e in parallelo appropriati per raggiungere il livello di tensione richiesto dal sistema, ad esempio 48 V o 96 V, consentendo le normali operazioni di carica e scarica.
Le batterie al piombo-acido rientrano principalmente in tre categorie: batterie al piombo-acido elettrolitiche generiche, batterie al gel esenti da manutenzione (progettate specificamente per i sistemi di energia solare) e batterie al piombo-carbone. Nell’uso reale, la quota di batterie al gel e batterie al piombo-carbone è in costante crescita. Le batterie al gel offrono una migliore tolleranza allo scaricamento eccessivo, capacità di autoripristino e prestazioni di carica-scarica a basse temperature. Le batterie al piombo-carbonio aggiungono carbonio (grafene) all'elettrolita. Questa aggiunta impedisce la solfatazione dell'elettrodo negativo, risolvendo il problema comune del guasto prematuro della batteria e prolungando significativamente la durata della batteria.
Batterie al litio
Le batterie al litio sono un tipo di batteria che utilizza litio metallico o leghe di litio come materiali anodici o catodici, accoppiati con soluzioni elettrolitiche non acquose. Si dividono principalmente in due tipologie: batterie al litio metallico e batterie agli ioni di litio. Il termine “batteria al litio” nell’uso quotidiano si riferisce solitamente alle batterie agli ioni di litio. Queste sono batterie secondarie ricaricabili. Le batterie agli ioni di litio adottano ossidi metallici in lega di litio come materiale catodico e grafite come materiale anodico. Il materiale dell'anodo funge da ospite per lo stoccaggio del litio. Svolge un ruolo chiave nel determinare l'efficienza di carica-scarica della batteria, la durata del ciclo e altri parametri prestazionali fondamentali.
Sulla base di diversi materiali catodici, le batterie agli ioni di litio possono essere ulteriormente classificate in diversi tipi. Le principali includono batterie al litio ossido di cobalto, batterie al litio ossido di manganese, batterie al litio ossido di nichel, batterie al litio ferro fosfato e batterie al litio ternarie.