{"id":35987,"date":"2026-02-28T07:17:14","date_gmt":"2026-02-28T01:47:14","guid":{"rendered":"http:\/\/microtexindia.com\/batteria-al-piombo\/"},"modified":"2026-03-03T19:15:34","modified_gmt":"2026-03-03T13:45:34","slug":"batteria-al-piombo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/microtexindia.com\/it\/batteria-al-piombo\/","title":{"rendered":"Origini della batteria al piombo"},"content":{"rendered":"\t\t
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Origini della batteria al piombo<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00c8 vero che le batterie sono una delle principali innovazioni che si sono combinate con altre tecnologie per plasmare il mondo industriale moderno. Dall’uso industriale a quello domestico e personale, ci hanno veramente dato libert\u00e0 e possibilit\u00e0 che sarebbero impossibili senza l’accumulo di energia portatile e stazionario.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c8 molto chiaro a qualsiasi uomo moderno, che la marcia della batteria in sempre pi\u00f9 aspetti della nostra vita quotidiana \u00e8 in rapido aumento, da una cella singola in dispositivi portatili come un’alcalina AA per il mouse di un computer o una cella a bottone zinco-aria usata in un orologio da polso, a un sistema di immagazzinamento dell’energia da batteria (BESS) su scala di rete megawatt. Nonostante questa pletora di prodotti chimici e applicazioni, \u00e8 la chimica delle batterie al piombo che \u00e8 ancora, dopo 160 anni dalla sua invenzione, il pi\u00f9 prolifico fornitore di energia immagazzinata sul pianeta. Fig. 1 mostra la ripartizione delle vendite di batterie per tipo e MWh venduti negli ultimi 27 anni<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Questo arriva come una sorpresa per alcuni che pensano che il li-ion sia la tecnologia pi\u00f9 venduta. Questo \u00e8 vero, ma solo in valore, non in capacit\u00e0. A causa del suo pi\u00f9 alto costo per kWh, la batteria agli ioni di litio<\/a> ha un valore di vendita pi\u00f9 alto e un reddito maggiore rispetto alla batteria al piombo. Tuttavia, questo \u00e8 uno dei motivi per cui la batteria al piombo (LAB) ha resistito cos\u00ec a lungo in un ambiente commerciale altamente competitivo e mutevole.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In questo blog, esaminiamo l’invenzione della batteria al piombo acido – una batteria elettrochimica di stoccaggio, e tracciamo le sue origini attraverso la storia, dai primi esempi conosciuti di cellule elettrochimiche fino alle moderne versioni VRLA e bipolari.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Nel 1749, Benjamin Franklin, il polimaco statunitense, us\u00f2 per la prima volta il termine “batteria” per descrivere un insieme di condensatori collegati che usava per i suoi esperimenti con l’elettricit\u00e0. Questi condensatori erano pannelli di vetro rivestiti di metallo su ogni superficie. Questi condensatori venivano caricati con un generatore statico e scaricati toccando il metallo sul loro elettrodo. Collegandoli insieme in una “batteria” si ottiene una scarica pi\u00f9 forte. Avendo originariamente il significato generico di “un gruppo di due o pi\u00f9 oggetti simili che funzionano insieme”, come in una batteria di artiglieria, il termine \u00e8 stato usato per pile voltaiche e dispositivi simili in cui molte celle elettrochimiche erano collegate insieme.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La batteria al piombo \u00e8 un dispositivo di stoccaggio elettrochimico e come tale ha lo stesso principio di fornire una corrente elettrica e una tensione come tutte le altre batterie elettrochimiche, alcune delle quali hanno preceduto l’adozione della batteria al piombo come metodo di stoccaggio e fornitura di elettricit\u00e0. Tuttavia, \u00e8 stata la prima batteria ricaricabile. Questo significava che poteva essere usato molte volte e riportato al suo pieno stato di carica quando necessario. Era questo che lo distingueva dalle altre batterie chimiche del suo tempo.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Risalire a quando \u00e8 stata inventata la prima cella elettrochimica \u00e8 un po’ controverso. C’\u00e8 un antico reperto babilonese che alcuni sostengono essere una cella elettrochimica funzionante. Fig. 2 \u00e8 una foto di quella che \u00e8 diventata nota come la “batteria di Baghdad”. Non c’\u00e8 consenso sul fatto che questi vasi fossero usati come batterie o avessero uno scopo elettrochimico. Tuttavia, se riempiti con un elettrolita come l’acido acetico, produrranno una corrente e una tensione. Due metalli dissimili in un conduttore ionico – come potrebbero non esserlo?<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Qualunque sia il vero caso, dobbiamo andare avanti veloce di quasi 3.000 anni fino al 18\u00b0 secolo quando due olandesi, Musschenbroek e Cunaeus, insieme allo scienziato tedesco Ewald Georg von Kleist, realizzarono una versione funzionante della giara di Leydon. Questo era essenzialmente un condensatore e ancora non una vera batteria. Fu il francese Allesandro Volta che invent\u00f2 quella che noi chiameremmo la prima cella elettrochimica nel 1800, ora conosciuta come Volta’s Voltaic Pile, Questa era essenzialmente una torre verticale di dischi di rame e zinco alternati con un panno imbevuto di salamoia tra di loro, Fig. 3<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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I problemi pratici con questa prima batteria sono abbastanza ovvi (corti laterali da perdite di elettrolito, mantenere il panno umido, ecc.) Tuttavia, ha prodotto una scossa sostanziale, e quando le connessioni in serie tra le singole cellule sono state fatte, ha dato una scossa ancora pi\u00f9 grande. Tuttavia, non era un modo ideale per immagazzinare e fornire elettricit\u00e0. Alcuni miglioramenti sono stati fatti al progetto che ha permesso di fare batterie collegando le celle contenute in singoli barattoli di vetro ed \u00e8 stato uno scozzese – William Cruickshank, che ha fatto una costruzione a scatola e posato le piastre sul loro lato invece di in una pila. Questo divenne noto come la batteria a trogolo e fu, infatti, il precursore di quasi tutte le costruzioni moderne di batterie.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Tuttavia, il grande problema con uno di questi disegni, era che non erano ricaricabili. Una scarica e dovevi mettere nuove piastre ed elettrolito e ricominciare da capo. Non \u00e8 proprio una soluzione pratica per immagazzinare e fornire elettricit\u00e0.<\/p>

Solo nel 1859 un francese, Gustav Plant\u00e9, invent\u00f2 la prima cella elettrochimica ricaricabile al mondo. Questo era un doppio foglio di piombo avvolto a spirale e separato da una striscia di gomma, immerso in un elettrolita di acido solforico e contenuto in un barattolo di vetro Fig. 4.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Le piastre sono state caricate elettricamente al piombo e al biossido di piombo con fili di stacco attaccati ad ogni foglio di piombo. La differenza di potenziale tra le piastre era di 2 volt. Dava una tensione e una corrente sostenuta pi\u00f9 alta della pila voltaica ma, cosa pi\u00f9 importante, poteva essere ricaricata da una fonte elettrica senza sostituire nessuno dei componenti. Questa capacit\u00e0 di ricarica e la tensione pi\u00f9 alta e le durate di corrente pi\u00f9 lunghe di questa chimica arrivarono in un momento opportuno dell’industrializzazione e aiutarono la diffusione delle telecomunicazioni e l’alimentazione di riserva dove le forniture di rete erano inaffidabili.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sebbene la batteria sia diventata una sensazione immediata nel settore della fornitura di energia, la sua capacit\u00e0 era ancora limitata. Questo \u00e8 rimasto un problema fino a quando un importante passo avanti nella commercializzazione della batteria al piombo \u00e8 stato fatto nel 1880 da Camille Alphonse Faur\u00e9. Per aumentare la durata della corrente durante la sua scarica, ebbe l’idea di rivestire le lastre di piombo con una pasta di ossidi di piombo, acido solforico e acqua. Ha poi sviluppato il processo di indurimento per cui le lastre rivestite sono state messe in un’atmosfera calda e umida.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In queste condizioni, la miscela di pasta formava solfati di piombo basici che reagivano anche con gli elettrodi di piombo per formare un legame a bassa resistenza. Le piastre sono state poi caricate in acido solforico e la pasta indurita \u00e8 stata convertita in materiale elettrochimicamente attivo. Questo ha dato una capacit\u00e0 molto pi\u00f9 alta della cella Plant\u00e9 originale.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sempre nel 1881, Ernest Volkmar sostitu\u00ec il conduttore di fogli di piombo utilizzando una griglia di piombo. Questo design della griglia ha avuto il duplice vantaggio di fornire pi\u00f9 spazio per il materiale attivo, che ha dato una batteria di maggiore capacit\u00e0 e ha anche permesso un migliore legame del materiale attivo alla griglia.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Questi due vantaggi danno una resistenza inferiore e una batteria pi\u00f9 robusta con una densit\u00e0 di energia specifica pi\u00f9 elevata. Scudamore Sellon miglior\u00f2 questo aggiungendo antimonio al piombo per rendere la griglia abbastanza rigida da essere lavorata meccanicamente e iniziare davvero a introdurre velocit\u00e0 di produzione pi\u00f9 elevate. Il 1881 fu, infatti, un anno di innovazione dei prodotti guidati dai nuovi usi emergenti per un’alimentazione elettrica portatile, come il primo veicolo elettrico azionato da batterie ricaricabili, uno scooter a 3 ruote di Gustave Trouv\u00e9 che raggiungeva la sbalorditiva velocit\u00e0 di 12 km\/ora.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Un incubo per l’assicurazione! Nel 1886 il primo sottomarino alimentato da una batteria al piombo fu lanciato in Francia. Abbiamo anche avuto il primo design tubolare della piastra per la batteria al piombo, progettato da S.C. Currie, che ha dato una migliore durata del ciclo e densit\u00e0 di energia.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ormai le batterie al piombo erano in voga e nel 1899 Camille Jenatzy raggiunse i 109 km\/h in un’auto elettrica alimentata da batterie al piombo. Con questa marcia dell’energia elettrica, che include l’installazione del sistema di distribuzione elettrica parigino nel 1882 e l’emergere del telegrafo elettrico Morse negli Stati Uniti, era evidente che la batteria al piombo doveva essere prodotta in modo commerciale adeguato.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Inizio della modernizzazione della costruzione di batterie al piombo<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il design esistente e il processo di produzione dell’ossido di piombo non si prestavano facilmente ai metodi di produzione di massa. La domanda di batterie al piombo in quest’epoca superava rapidamente la capacit\u00e0 di produzione. Erano urgentemente necessari nuovi metodi di produzione e design delle batterie. La prima svolta arriv\u00f2 nel 1898 quando George Barton brevett\u00f2 un metodo nuovo e molto pi\u00f9 veloce per produrre l’ossido di piombo usato per fare il materiale attivo inventato da Faur\u00e9. Barton ha usato il metodo tradizionale di fusione e ossidazione del piombo con aria riscaldata. La sua innovazione consisteva nel produrre goccioline sottili create dall’agitazione del piombo fuso che veniva poi sottoposto a un flusso d’aria umidificata a scorrimento veloce.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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