La batteria alcalina riutilizzabile avrà un futuro?

L’alcalina riutilizzabile fu introdotta nel 1992 come alternativa alle batterie usa e getta. La batteria è stata promossa come fonte di energia a basso costo per i beni di consumo. Sono stati fatti tentativi per aprire mercati per le comunicazioni senza fili, il settore medico e la difesa. Ma la grande svolta non è mai arrivata. Oggi, l’alcalina riutilizzabile occupa solo un piccolo mercato e il suo uso è limitato ai dispositivi di intrattenimento portatili e alle torce. La mancanza di appeal del mercato è deplorevole se si considera il beneficio ambientale di dover scartare meno batterie. Si dice che il costo di fabbricazione dell’alcalina riutilizzabile è solo marginalmente più alto della pila primaria.
L’idea di ricaricare le batterie alcaline non è nuova. Anche se non approvata dai produttori, le comuni batterie alcaline sono state ricaricate nelle case per molti anni. La ricarica di queste batterie è efficace solo se le cellule sono state scaricate a meno del 50% della loro capacità totale. Il numero di ricariche dipende esclusivamente dalla profondità di scarica ed è limitato a pochi cicli nel migliore dei casi. Ad ogni ricarica, la quantità di capacità che la cella può contenere si riduce. C’è un avviso di prudenza. La ricarica di batterie alcaline ordinarie può generare gas idrogeno, che può portare a un’esplosione. Non è prudente caricare l’alcalina ordinaria senza supervisione.
L’alcalina riutilizzabile è progettata per ricariche ripetute. Anche qui,, c’è una perdita di accettazione di carica con ogni ricarica. La longevità dell’alcalina riutilizzabile è una funzione diretta della profondità di scarica; più profonda è la scarica, meno cicli può sopportare la batteria.
I test eseguiti da Cadex sulle cellule alcaline riutilizzabili ‘AA’ hanno mostrato una lettura di capacità elevata sulla prima scarica. Infatti, la densità di energia era simile a quella del nichel-metallo-idruro. Dopo che la batteria è stata completamente scaricata e ricaricata utilizzando il caricatore del produttore, l’alcalina riutilizzabile si è assestata al 60%, una capacità leggermente inferiore a quella del nichel-cadmio. Ripetere i cicli nello stesso modo ha portato ad una perdita di capacità frazionata ad ogni ciclo. La corrente di scarica nei test è stata regolata a 200mA (0,2 C-rate, o un quinto della capacità nominale); la soglia di fine scarica è stata impostata a 1V/cella.
Un’ulteriore limitazione del sistema alcalino riutilizzabile è la sua alta resistenza interna, con conseguente capacità di corrente di carico di soli 400mA (inferiore a 400mA fornisce risultati migliori). Anche se adeguata per i ricevitori delle radio portatili, i lettori CD, i mangianastri e le torce, 400mA è insufficiente per alimentare la maggior parte dei telefoni cellulari e delle videocamere.
L’alcalina riutilizzabile è poco costosa da acquistare ma il costo per ciclo è alto se paragonato ad altre batterie ricaricabili. Mentre il nichel-cadmio costa $0.04US per ciclo basato su 1500 cicli, l’alcalina riutilizzabile costa $0.50 basato su 10 cicli di scarica completa. Per molte applicazioni, questo costo apparentemente alto è ancora economico se paragonato all’alcalina primaria che fornisce un uso una tantum. Scaricando solo parzialmente l’alcalina riutilizzabile, è possibile migliorare la durata del ciclo. Al 50% di profondità di scarica, ci si possono aspettare 50 cicli.
Per confrontare il costo operativo tra l’alcalina standard e quella riutilizzabile, è stato fatto uno studio sulle batterie per torce per uso ospedaliero. Le alcaline riutilizzabili hanno ottenuto un risparmio misurabile nell’unità di cura a bassa intensità in cui le torce venivano usate solo occasionalmente. L’unità di cura ad alta intensità, che usava le torce costantemente, non ha raggiunto lo stesso risultato. Una scarica più profonda e una ricarica più frequente riducevano la durata e compensavano qualsiasi vantaggio di costo rispetto alla batteria alcalina standard.
Quando si considera l’alcalina riutilizzabile, ci si deve rendere conto che l’energia iniziale è leggermente inferiore a quella dell’alcalina standard. Ogni successivo ciclo di ricarica/carica fa diminuire la capacità. Il risparmio sui costi si realizza se le batterie non sono mai completamente scariche ma hanno un cambio per essere ricaricate spesso.

Svantaggi

• Non costoso – può essere usato come un sostituto diretto per le cellule non ricaricabili (primarie).
• Più economica delle non ricaricabili – permette diverse ricariche.
• Bassa autoscarica – può essere conservata come batteria di riserva fino a 10 anni.
• Ambiente – non vengono utilizzati metalli tossici, meno batterie vengono scartate.
• Non richiede manutenzione – non c’è bisogno di cicli; nessuna memoria.

Limitazioni

• Gestione limitata della corrente – adatto per applicazioni leggere come l’intrattenimento domestico portatile, torce elettriche.
• Durata limitata del ciclo – per i migliori risultati, ricaricare prima che la batteria diventi troppo bassa.

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