Con il tempo le batterie si degradano e perdono la capacità di accumulare energia. Le batterie al piombo-acido subiscono inoltre la solfatazione. Se alla batteria solfatata non si applica un trattamento di rigenerazione, la batteria perde capacità, la sua vita utile si riduce e diventa necessario sostituirla. Lo smaltimento di una batteria industriale ha implicazioni ambientali negative; rigenerarla, al contrario, permette di risparmiare il costo di una batteria nuova e di contribuire in modo attivo e consapevole alla tutela dell'ambiente.
Il problema della solfatazione si presenta nelle batterie al piombo-acido, poiché contengono come elettrolita una soluzione di acido solforico e acqua distillata (demineralizzata). Sulle piastre degli elettrodi si formano cristalli di solfato di piombo (PbSO4) che creano uno strato, ostacolano la reazione elettrochimica e provocano il guasto prematuro della maggior parte delle batterie. Questo fenomeno è noto come solfatazione.
La cristallizzazione degli elettrodi comporta il loro degrado ed è dovuta a:
- Cariche incomplete, quando la batteria non viene ricaricata completamente a intervalli regolari
- Lunghi periodi di inattività con un basso stato di carica
- Autoscariche
- Livelli di acqua bassi
- Riscaldamento eccessivo della batteria durante il funzionamento.
- Scariche profonde
L'immagine precedente mostra la solfatazione, a sinistra, e la desolfatazione, a destra, osservate al microscopio.
L'obiettivo del sistema di desolfatazione per batterie industriali di Amperis è la rigenerazione della batteria e la sua ottimizzazione, per prolungarne la vita utile e ridurre i costi.
Durante il funzionamento normale della batteria il piombo delle piastre negative e il biossido di piombo delle piastre positive si combinano con l'acido solforico dell'elettrolita e producono solfato di piombo (PbSO4). Il processo si inverte quando la batteria viene caricata, ma i cristalli indurati di solfato di piombo non si riconvertono con una carica normale.
Le batterie di avviamento sono costituite da piastre sottili e le batterie da trazione da piastre tubolari. Entrambe trasformano l'energia chimica accumulata nei propri reagenti in energia elettrica mediante un processo redox, di ossidoriduzione, con scambio di elettroni, e producono così una tensione. Quando la batteria si scarica, le piastre si solfatano e l'elettrolita contiene più acqua. Con la carica il processo si inverte e la batteria si desolfata, ma poiché il processo non è efficiente al 100 % le piastre si solfatano comunque, si perde elettrolita e la batteria lavora a temperature più elevate.
Questo processo provoca il degrado della batteria e ne accorcia la vita utile in funzione dell'efficienza del processo stesso, tanto che oltre il 70 % delle batterie dismesse lo è a causa della solfatazione.
Gli effetti della solfatazione consistono nell'accumulo di cristalli di solfato di piombo PbSO4 e comportano:
- Riduzione del tempo di utilizzo della batteria
- Rallentamento del processo di carica
- Aumento dell'emissione di gas pericolosi durante il ciclo di carica e di scarica
- Accelerazione delle cause di guasto prematuro
Soluzione:
Applicando il trattamento di rigenerazione di Amperis a una batteria nuova o poco utilizzata, la batteria si mantiene sempre in condizioni ottimali e la sua vita utile si prolunga.
Se la batteria è già solfatata e ha diversi anni di impiego, è opportuno impiegare uno scaricatore industriale che consenta di determinare la capacità totale della batteria da trattare e di analizzare il comportamento dei singoli elementi durante la scarica. Lo scaricatore è compreso anche nel sistema di rigenerazione delle batterie di Amperis.
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