Batterie al litio, come preservarle e quali implicazioni hanno

La società occidentale, e non solo, oggi è assolutamente dipendente dalle batterie al litio. A meno che non rinunciamo a cellulari, tablet, notebook, macchine fotografiche digitali, lettori musicali portatili e altro ancora, ogni giorno siamo alle prese con caricabatterie e indicatori di carica, e sappiamo bene come non calcolare attentamente “la carica residua”, possa impedirci poi di comunicare col mondo o di lavorare.

Le batterie agli ioni di litio sono, ad oggi, il meglio che c’è nell’ambito consumer, perché garantiscono una grande quantità di carica accumulata, bassi tempi di ricarica e soprattutto sono prive di “effetto memoria”.

Tale effetto è ben conosciuto da chi 20 anni fa usava le batterie al Nickel-Cadmio dei primi cellulari, che avevano la necessità di essere scaricate completamente prima di fare una nuova ricarica, pena l’invecchiamento precoce dalle batterie stesse (infatti i caricabatterie offrivano spesso anche la funzionalità di “scarica” batterie, per agevolare il processo). In realtà tale problema era visibile solo dopo centinaia di cicli di carica/scarica.

La grande flessibilità delle batterie al litio risolve il 90% dei problemi, però questo non significa che una serie di buone abitudini non possa migliorare le prestazioni della batteria, che tra l’altro nei dispositivi più moderni, non è di facile sostituzione.

Consigli sempre utili

Disabilitare tutte le funzionalità del dispositivo che non usiamo (spesso il Bluetooth e alcune applicazioni in background) ci consente di risparmiare l’uso della batteria, e quindi possiamo usare il dispositivo più a lungo.
Portarsi raramente ai limiti della batteria: l’ideale è non scendere sotto al 20% e non ricaricare oltre l’80%. In questo modo facciamo lavorare la batteria attorno al suo punto medio di carica, senza stressare i componenti chimici delle celle. In particolare è importante non scendere spesso sotto il 5-10% della carica, pena il danneggiamento delle celle.
Tenere una carica > 20% è perfetto anche per quelle situazioni in cui il dispositivo rimane a lungo spento (es. se lasciamo il tablet a casa durante le vacanze). Con quella carica residua non ci saranno problemi, perché uno dei vantaggi delle batterie agli ioni di litio è di perdere molto lentamente la loro carica (5%-10% al mese circa, a seconda dell’efficienza del circuito di controllo).
Paradossalmente, una volta al mese è consigliabile effettuare un ciclo di carica e scarica completo, cioè scaricare completamente la batteria, aspettare qualche ora e ricaricare fino al 100%. Questo è importante per tarare il circuito di controllo, che in questo modo capisce qual è davvero lo 0% e qual è il 100%. Se non si effettua mai un’operazione di questo tipo, il dispositivo si auto-spegne quando in realtà c’è ancora carica sufficiente. Infatti i dispositivi progettati per funzionare con le batterie al litio, si autospengono quando raggiungono il 2-3% di carica residua reale, per evitare il problema del punto 2.
Mantenere la batteria a temperatura ambiente (attorno ai 25°C) per non rovinare i componenti chimici. Ad esempio è meglio non lasciarla in automobile al caldo, tanto meno al sole.

E tu? Hai altri consigli per prolungare la durata della batteria?

Consigli che spesso non condivido o potenzialmente dannosi

Molti consigliano di disabilitare i servizi di localizzazione, il traffico dati, le notifiche utili, insomma… i veri motivi per cui uno compra uno smartphone! Tali consigli li vedo utili più che altro quando si è a corto di energia e ci si vuole garantire la possibilità di effettuare una chiamata di emergenza.

Anche l’abbassare la luminosità dello schermo è una sciocchezza: ormai i dispositivi si autoregolano sulla base della luce ambientale, consentendo una lettura sempre ottimale che sforza di meno la vista e che ottimizza così il consumo di batteria. Che senso ha abbassare la luminosità se poi impieghiamo il doppio del tempo per leggere?

Una delle cose più sbagliate, secondo me, è lo staccare la batteria del portatile quando lo si usa attaccato alla corrente.

Innanzitutto da moltissimi anni tutti i caricabatterie sono dotati di un sistema di protezione che blocca il processo di carica quando la batteria raggiunge il 100%, quindi non è possibile danneggiare la batteria perché la lasciamo 2 giorni in carica. Il secondo errore di questa pratica è nel credere che così la batteria duri più a lungo: l’invecchiamento delle batterie al litio avviene innanzitutto col tempo, e non con l’utilizzo, e quindi non usare la batteria significa solo sprecarla. Si pensi che l’invecchiamento minimo è pari ad una perdita del 20% all’anno del pieno potenziale. Il terzo errore, forse il più importante, è che la batteria svolge un ruolo di tampone tra il sistema di alimentazione e il notebook: quante volte chi tiene scollegata la batteria ha subìto un distacco improvviso dell’alimentazione dovuto ad un blackout o ad uno scollegamento accidentale dell’alimentatore dalla rete elettrica? In questo modo si rischia solo di perdere i dati o addirittura di danneggiare il portatile.

Una tecnologia da sostituire?

I grandi vantaggi delle batterie al litio hanno consentito la comparsa di nuovi e utili dispositivi, ma come si suol dire “l’appetito vien mangiando” e sono nate nuove necessità. Oggigiorno i dispositivi mobili, a cominciare dagli smartphone, consumano molta energia e anche le prestazioni di questa tecnologia non riescono a garantire l’usabilità di certi dispositivi oltre le 24 ore. Da un lato le maggiori funzionalità verranno compensate con tecnologie meno esose di energia, ma dall’altro c’è un evidente vantaggio in una durata della batteria maggiore di almeno un ordine di grandezza. Se ci si pensa bene oggi alcune applicazioni sono inibite proprio dalla durata della batteria: mantenere attiva la rete dati e il GPS, oltre che il display, per usare lo smartphone come navigatore per qualche ora è quasi impossibile se non si ha a disposizione una fonte di alimentazione secondaria. Lo stesso dicasi per l’utilizzo del telefonino come hot spot wireless o come dispositivo per l’allenamento fisico (anche qui c’è spesso la necessità di combinare reti bluetooth, dati e GPS).

Una delle promesse in campo è l’utilizzo di supercondensatori al grafene, capaci non tanto di accumulare molta carica, quanto di farlo in fretta (ad esempio in meno di un minuto) rendendo quanto meno più agevole il processo di ricarica. A questo punto resta da chiedersi se la tecnologia al litio durerà, ma come vedremo tra poco, ci sono alcuni fattori che consentiranno al litio di avere ancora un futuro.

Una dipendenza in più da analizzare

Se vediamo il Litio come il petrolio, possiamo dire di esserci creati una ulteriore dipendenza energetica, ma per ora pare che le notizie siano buone.

Le maggiori riserve di Litio sono nelle Americhe (principalmente Cile, USA, Bolivia e Argentina) e a seguire Cina e Russia (Fonte: An Abundance of Litium, 2008).

Lo sfruttamento attuale vede il Cile come assoluto protagonista, con 7400 tonnellate estratte all’anno, e a seguire Australia e Cina con 4400 e 2300 tonnellate (dati del 2009, fonte USGS).

L’aumento di domanda del litio è del 10% all’anno circa, e si prevede che il trend resisterà per più di 10 anni, e il motivo principale è il boom di mezzi di locomozione elettrici (bici e auto) che necessitano di batterie al litio per immagazzinare l’energia.

Le notizie buone sono le seguenti: