Le batterie ricaricabili o meglio accumulatori sono degli elementi particolari che attraverso un "caricabatterie" generano una reazione chimica epossono così ripristinare la differenza di potenziale tra i due poli. Le batterie hanno diverse forme e dimensioni, la tecnologia oggi è arrivata a tal punto da permettere di avere elementi sempre più piccoli pur mantenendo la qualità e la quantità di corrente erogata. Quello che a noi interessa principalmente di una batteria è il suo voltaggio, la sua corrente di erogazione e la sua durata. Ricordiamo che la corrente elettrica è un flusso di elettroni che transita dal polo con maggior carico di elettroni (quindi negativo) al polo con meno elettroni (quindi positivo) e che per convenzione si attribuisce al polo con maggior numero di elettroni la simbologia "+". Il voltaggio o meglio la tensione di un elemento è di circa 1.2 V (Volts) dovuta alla differenza di elettroni presenti tra il catodo e l'anodo, la corrente erogata (A = Ampere) invece corrisponde alla quantità di elettroni che effettivamente transitano tra i due poli, la durata del'elemento invece è capacità della stessa di alimentare per un tot di tempo (per convenzione 1 ora) un dato circuito che assorbe tot corrente (espressi solitamente in mA), quindi la capacità della batteria sarà espressa in Ah (Ampere ora). Solitamente dato le correnti esigue si tende a esprimere tale unità di misura in millesimi ossia in mAh (milliampere ora), ricapitolando un elemento da 1.2 V 600 mAh sarà in grado di alimentare un circuito che assorbe 600 mA per un ora circa prima di esaurirsi.

C'è un altro fattore da non sottovalutare, la qualità degli elementi della batteria, catodo anodo e dielettrico, più questi elementi saranno puri più sarà piccola resistenza interna che si andrà a sommare alla resistenza di carico del circuito da alimentare, dato che la corrente I è pari alla tensione divisa per la resistenza (I = V/r) dove r è pari alla somma tra la resistenza di carico e la resitenza interna della batteria (la resistenza interna anche se molto piccola è tutt'altro che trascurabile) più è grande la resistenza interna e meno sarà la corrente erogata dalla batteria stessa, quindi scenderà anche la qualità della stessa batteria.

Principalmente esistono due tipologie di accumulatori:

Ni/Cd (Nickel/Cadmio )

NI/Mh (Nickel/Metalidrato)

Le Ni/Cd sono più prestanti in quanto forniscono una corrente di spunto maggiore ma sono più grandi e pesanti e soffrono del così detto "Effetto memoria", le Ni/Mh a parità di dimensioni hanno una capacità maggiore (mAh) ma hanno correnti di spunto minori , ma la tecnologia sta facendo passi da giganti e il gap si sta colmando rapidamente.

Tutte e due le tipologie di batterie soffrono le basse temperature, le metalidrato particolarmente inoltre entrambe hanno il famoso effetto memoria che ne limita le prestazioni.

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Effetto memoria

Se una batteria viene ripetutamente caricata prima che sia completamente scarica, essa dimentica di avere ulteriore capacità energetica in aggiunta a quella fino a quel momento erogata. In altre parole, se partendo da una batteria completamente carica si utilizza solo il 70% della sua capacità energetica e successivamente si passa alla ricarica, il dispositivo elettrochimico diventa inconsapevole del 30% di potenzialità energetica rimasta che diventa, quindi, inutilizzabile. Questo fenomeno si riscontra generalmente nelle batterie Ni/Cd solamente in alcune applicazioni aerospaziali; si può escludere avvenga in qualunque altra applicazione terrestre, se non in circostanze estremamente inusuali. Non bisogna confondere questo l'effetto memoria con uno più comune e simile, chiamato abbassamento di potenziale di scarica, che può facilmente e usualmente verificarsi nelle batterie Ni/Cd e in quelle Ni/MH.
Nelle prime l'abbassamento del potenziale di scarica è dovuto alla crescita delle dimensioni dei cristalli di cadmio. Il materiale che forma gli elettrodi è costituito da cristalli di piccole dimensioni; fin tanto che questi cristalli rimangono di dimensioni ridotte le celle elettrochimiche funzionano in modo appropriato. Quando si ha crescita delle dimensioni ha luogo la drastica riduzione dell'area superficiale dei materiali elettrodici con conseguente diminuzione di voltaggio e quindi delle prestazioni del dispositivo elettrochimico. Qualora i cristalli crescano eccessivamente è possibile che i loro spigoli possano penetrare attraverso il separatore e cortocircuitare i due elettrodi; in queste condizioni si può verificare un'autoscarica della batteria. L'effetto della crescita delle dimensione dei cristalli è più pronunciato se la batteria viene lasciata sotto carica per giorni, o viene ripetutamente scaricata in maniera incompleta. Per evitare quest'effetto bisogna ciclare (caricare e scaricare) completamente la batteria almeno una volta ogni due o tre settimane.

Stesso fenomeno di crescita (autocrescita) delle dimensioni dei cristalli ha luogo anche se la batteria non viene usata per lungo tempo. In questo caso per ripristinare le caratteristiche iniziali è necessario un lento e profondo processo di scarica in grado di rimuovere completamente l'energia rimasta nella cella elettrochimica.

Nelle batterie Ni/MH l'abbassamento di potenziale di scarica si origina a seguito di un processo di sovraccarica

che modifica la struttura cristallina dell'idrossido di nichel dalla forma beta a quella gamma; quest'ultima ha un potenziale d'elettrodo di circa 50 mV inferiore alla forma beta. Anche in questo tipo di batterie il fenomeno può essere rimosso con un processo di completa carica e scarica del dispositivo elettrochimico.
La più recente tecnologia sembrerebbe avere virtualmente eliminato questo problema; alcuni produttori dichiarano oggi assenza di qualunque effetto "memoria" nelle batterie Ni/MH.

A cura di Claudio Maria Mari
Dipartimento di Scienza dei Materiali
Università di Milano Bicocca "

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I pacchi batterie

I pacchi batterie che si utilizzano per alimentare i motorini delle ASG non sono altro che una cascata di più elementi identici termosaldati in serie, di solito 7 o 8, quindi ad esempio con 7 elementi da 1.2 V 600 mAh avremo un pacco batteria da 8.4 V 600mAh. dato che la corrente di spunto deve essere molto buona di solito si opta per batterie abbastanza costose ad esempio Sanyo, GP la Sanyo in particolare ha nel suo catalogo batterie destinate per l'aeromodellismo quiindi molto prestanti (For Flyght).

Come ricaricare le batterie al Nichel-Cadmio / Nickel-Metalidrato

Un efficace processo di ricarica garantisce una lunga vita ai nostri accumulatori (circa 1000 cicli di carica/scarica), per ricaricarli correttamente occorre fornirgli una corrente continua o impulsiva pari ad 1/10 della capacità dell'accumulatore (es. un accumulatore da 600mA/h va ricaricato con una corrente di 60 mA) per un tempo di circa 14 ore (16 per la prima ricarica).
Nel caso che i nostri elementi sopportino anche elevati correnti di ricarica, i cosiddetti elementi sinterizzati, possiamo elevare la corrente di carica fino alla stessa capacità dell'elemento (es. accumulatore da 600mA/h, ricarica con una corrente di 600mA) per circa 1 ora stando molto attenti a posizionare gli accumulatori in un ambiente ventilato in modo da smaltire la gran quantità di calore prodotta.
E' consigliabile scaricare, con un eventuale ed utilissimo scaricabatterie, i pacchi ogni 2-3 cicli di ricarica fino a portare la tensione ad un valore pari al numero di accumulatori, in ogni caso mai sotto i 0,7/0,8 per elemento (es. pacco da 7 elementi 8,4 Volt va scaricato fino a 5 Volt), non scaricate mai i vostri pacchi fino a 0 Volt, rischiereste solamente di danneggiare qualche elemento rendendo il pacco inutilizzabile.
Per calcolare il tempo necessario alla ricaricarica di una batteria ricaricabile potete usare questa semplice formula:
(mA della batteria : mAh forniti dal caricabatt.) * 1,4 = Tempo di ricarica in ore
Es.
Batteria da 1000mAh caricata a 100mA, (1000 : 100) * 1,4 = 14 ore

Il Caricabatterie

Vi sono molti tipi di carica batterie, i più usati sono quelli a corrente costante e quelli col sistema Delta Peak. Entrambi svolgono il loro compito egregiamente per tanto la tipologia delta peak è consigliata particolarmente per le Ni/Mh. La cosa più importante è non far surriscaldare eccesivamente il pacco batteria. Sul retro del caribatterie troveremo scritte le sue caratteristiche. Il caricabatterie non è altro un trasformatore che in entrata (primario) accetta la tensione standard alternata 220-230 a 50 Hz e restituisce in uscita (secondario) una tensione che va di solito dai 2.4 V a 12 V a seconda di quante batterie abbiamo nel nostro pacco e una corrente che va dai 50mA ai 1000 mA (1A). Alcuni caricabatterie riconoscono da soli il numero di elementi altri hanno un selettore con cui dobbiamo manualmente selezionare il numero di elementi o il voltaggio adatto. Molto importante e utile il selettore per l'amperaggio restituito così possiamo utilizzare lo stesso caricabatterie con pacchi di differente capacità. é bene selezionare bene la corrente in uscita e il voltaggio una carica troppo aggressiva potrebbe far surriscaldare gli elementi fino, in alcuni casi, all'ebollizione!! Di solito si setta la corrente di carica pari a 1/10 della capacità del pacco batterie (14 ore di carica). Le batterie Ni/Mh accettano e vogliono correnti molto alte ma è bene non superare il rapporto 1 a 1 con la capacità del pacco batteria stesso. I caricabatterie col sistema DeltaPpeak fanno in modo che il pacco batterie non si surriscaldi ecessivamente mandando la corrente ad impulsi anzichè costante.

Lo Scaricabatterie

Lo scaricabatterie serve portare al valore adeguato la tensione del pacco batterie, è un circuito elettrico con una resistenza di carico che esaurisce la batteria e si stacca quando raggiunge un determinato valore. di solito tale circuito è tarato per pacchi batterie da 8,4 / 9,6 V se si tenta di scaricare un pacco batterie di maggiore voltaggio si rischia di rovinare irreparabilmente gli elementi dello stesso andando ben al di sotto della corrente di scarica ideale! Di solito vi è un led che avvisa la fine della scarica ed è bene staccare la batteria (alcuni scaricabatterie continuano la loro opera anche dopo che il led si è spento andando così a rovinare la batteria stessa).