Gli accumulatori piombo-acido solforico
(Pb - H₂SO₄).

Questo tipo di accumulatore é fra i più comuni disponibili in commercio, praticamente tutti i veicoli con motore a scoppio ne hanno uno.
Gli elettrodi sono in piombo (Pb), l'elettronita é acido solforico (H₂SO₄).

Ne esistono di varie tipologie costruttive, a piastre piane, a piastre avvolte, con elettrolita liquido, con elettrolita in gel, sigillate e aperte (con i tappi per il rabbocco dell'elettrolita).
Possono essere realizzati per fornire forti correnti per brevi periodi (batterie di avviamento), per fornire correnti limitate per lungo tempo (batterie per gruppi di continuità), oppure per funzioni tampone (basse perdite e lunghi periodi di inattività).

I dati tecnici principali.

6	Numero di elementi per un accumulatore da 12 V.
2.041 V	Tensione a vuoto di ciascun elemento con batteria carica.
2.4 V	Tensione di un elemento in fase di carica alla quale inizia la produzione di ossigeno ed idrogeno (si dice che la batteria bolle).
2.7 V	Massima tensione di carica ammessa per ciascun elemento.
2.75 V	Tensione di un elemento alla quale tutta l'energia applicata in fase di carica non viene stoccata ma usata per l'elettrolisi, in parte anche trasformata in calore (la batteria bolle ma non si carica più).
1.8 V	Tensione di ciascun elemento scarico (sottoposto ad un debole assorbimento).
1.21 - 1.26	Densità dell'elettrolita carico.
1.15	Densità dell'elettrolita scarico.
0.0025 ohm	Resistenza interna di un accumulatore da 12 V - 60 Ah (valore indicativo).
0.0015 ohm	Resistenza interna di un accumulatore da 12 V - 100 Ah (valore indicativo).
900 - 1500	Vita dell'accumulatore in numero di cicli carica-scarica.
30 - 40%	Concentrazione dell'acido solforico da usare per il primo carico.

La capacità.
La capacità degli accumulatori é l'indice della quantità di elettricità erogabile.
Di norma si esprime in Ah (esempio 55 Ah), viene anche chiamata erroneamente "potenza", in realtà la potenza và espressa in W.
Ipoteticamente un accumulatore da 55 Ah, carico e in condizioni ideali, potrebbe fornire 55 A per un'ora, quasi sempre invece il valore dichiarato si riferisce ad una corrente di 1/10 della capacità (esempio 55 Ah = 10 ore a 5.5 A).

La corrente massima erogabile.
Varia in base alla tipologia costruttiva ma in linea generale può essere 4-6 volte il valore di capacità nominale, ad esempio un accumulatore da 60 Ah può fornire correnti di punta dell'ordine di 250-350 A.
La corrente massima si riduce con il diminure della temperatura, a 0 °C non é improbabile trovarsi con il 50% della corrente erogabile a 25 °C.

Il tempo di scarica.
Il tempo di scarica é influenzato da molti fattori come la temperatura, la resistenza interna, il livello di carica, la corrente ecc...
Sicuramente l'energia resa sarà sempre inferiore a quella accumulata in fase di carica. Esistono accumulatori realizzati per fornire forti correnti per brevi periodi e altri più adatti a fornire correnti limitate ma per lunghi periodi.

In linea generale, si può dire che una batteria da 100 Ah , carica e alla temperatura di 25 °C si scarica nei seguenti tempi:

• Assorbimento di 200 A, scarica in meno di 30 min.
• Assorbimento di 10 A, scarica in meno di 10 ore.
• Assorbimento di 5 A, scarica in meno di 20 ore.
• Assorbimento di 1 A, scarica in meno di 100 ore.

Quanto scritto sopra non é esattamente vero ma serve per veloci valutazioni mentali, nella realtà più la corrente é elevata e minore sarà l'energia totale resa.

La ricarica.
La ricarica consigliata prevede una corrente di 1/10 della capacità per una durata di circa 12 ore. Ad esempio una batteria da 60 Ah andrebbe caricata con 6 A per circa 11-12 ore, 12 ore invece di 10 servono a compensare il rendimento che non é del 100%.

Sono possibili tempi di ricarica inferiori a 10 ore aumentando la corrente ma oltre un certo limite si riduce la vita dell'accumulatore.
In tutti i casi in cui se ne può fare a meno é bene evitare le cariche rapide.

L'autoscarica.
A causa di inevitabili perdite interne, l'energia immagazzinata viene lentamente consumata dalla batteria stessa.
Un accumulatore non usato andrebbe ricaricato una o due volte l'anno, se rimane scarico si danneggia in modo irreversibile.

Misurare il livello di carica.
Per le batterie al piombo, la misura della tensione a vuoto non fornisce valori proporzionali al livello di carica, in pratica é sempre intorno ai 12 V anche quando la batteria é quasi scarica.
Se la batteria ha i tappi di rabbocco, il metodo più preciso é misurare la densità dell'elettrolita che a batteria carica deve essere a 1.21 - 1.26.
Quando non ci sono i tappi si usa uno strumento che applica un carico e contemporaneamente visualizza la tensione.

Il carica batteria.
La ricarica della batteria avviene quando la tensione applicata é superiore a quella della batteria stessa. Più la tensione é elevata rispetto a quella della batteria e più aumenta la corrente assorbita riducendo il tempo di carica.

Il metodo di ricarica migliore é a corrente costante, si applica alla batteria una tensione variabile tale da mantenere la corrente sul valore impostato. Un limitatore ferma la risalita della tensione oltre i 14.4-15 V per ridurre la produzione di gas.

Gli apparecchi più professionali dispongono anche di un controllo del tempo che spegne il caricabatteria.

L'accumulatore nuovo.
Normalmente gli accumulatori al piombo sono venduti con carica secca, metodo che consente lo stoccaggio prolungato senza avere invecchiamento (ossidazione delle piastre dovuto ad inattività).
Per attivarlo é sufficiente riempirlo con l'acido solforico al 30-40 % ottenendo un accumulatore immediatamente utilizzabile. Nella pratica però conviene fare una ricarica di alcune ore prima di utilizzarlo o prelevare forti correnti.

Il livello dell'acido.
L'acido all'interno degli elementi deve sempre ricoprire le piastre, quando sono scoperte oltre a non fornire corrente si danneggiano precocemente.
Da ricordare che l'acido cambia volume in relazione allo stato di carica della batteria:

• Batteria scarica = minor volume (livello basso).
• Batteria carica = maggior volume (livello massimo).

La posizione corretta di lavoro.
Per le normali batterie é quella verticale, se l'elettrolita é a livello sono ammissibili inclinazioni di circa 20 °, quando la batteria é inclinata sopporta meno le vibrazioni.
Esistono delle versioni speciali sempre con elettrolita liquido, che consentono anche inclinazioni maggiori per brevi periodi.
Le batterie sigillate con elettrolita in gel possono lavorare con qualsiasi orientamento.

Cose che danneggiano un accumulatore:

• Olio o grassi - L'introduzione di olio lubrificante anche in piccole quantità causa danni irreparabili (mai utilizzare per il rabbocco imbuti o recipienti già usati per altri scopi).
• Acqua non demineralizzata - Il rabbocco con acqua non demineralizzata genera depositi di ossido che riducono la capacità della batteria.
• Stoccaggio con batteria scarica - Prima di lasciare inutilizzata per molto tempo una batteria é necessario fare una ricarica completa. Consigliabile anche ripeterla regolarmente se é stoccata in luoghi molto freddi.
• Correnti troppo elevate - In fase di scarica o ricarica é bene evitare di superare la corrente di picco ammissibile.
• Piastre scoperte - Non lasciare mai le piastre scoperte, si ossidano riducendo la capacità della batteria.
• Vibrazioni - Le vibrazioni elevate possono rompere i collegamenti delle piastre rendendo la batteria irrecuperabile.

Cose pericolose:

• Cortocircuito - Un cortocircuito può fondere il conduttore che ha causato il cortocircuito e innescare un'incendio. Un cortocircuito può anche far esplodere l'accumulatore a causa della gran quantità di gas generato.
• Inversione delle polarità - Quando si collegano due batterie in parallelo é estremamente importante collegare correttamente i poli per evitare l'esplosione di una delle due.
• Batteria non fissata - Per quanto riguarda i veicoli, é importante che la batteria sia ben fissata e che il polo positivo sia isolato, in caso di incidente, potrebbe verificarsi un cortocircuito causando l'innesco di un incendio.
• Ricarica in ambienti chiusi - I gas generati dall'elettrolisi quando la batteria é quasi carica (la batteria bolle) sono infiammabili, se l'ambiente é piccolo e non ventilato può verificarsi un'esplosione.