Cosa sono le batterie ricaricabili
- Cos'è una batteria elettrica?
- Chi ha inventato la batteria elettrica?
- Com'è fatta una batteria elettrica?
- Batteria o pila?
- Le batterie ricaricabili durano per sempre?
- Cos'è l'effetto memoria in una batteria ricaricabile?
- Come si misura la capienza di una batteria?
- Che tipo di batterie ricaricabili monta l'iPhone?
- Quali sono i sintomi di una batteria ricaricabile esausta?
- La batteria dell'iPhone si può sostituire?
- È vero che l'iPhone rallenta in caso di batteria esaurita?
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Quest'articolo è stato aggiornato il giorno: sabato 30 ottobre, 2021
Da oltre due secoli forniscono energia per il nostro lavoro, e sono state il primo dispositivo creato dall'uomo capace di accumulare elettroni e sfruttarli per migliorare le proprie condizioni di vita.
Le batterie sono attualmente la forma d'energia elettrica più diffusa, di minor costo e più facile e rapido approvvigionamento del mercato: alimentano una quantità impressionante di dispositivi, dai telefoni cellulari sino alle autovetture, ed il loro progresso tecnologico ha permesso una rapidissima impennata di molti settori chiave dell'economia.
Dalla prima pila costruita da Alessandro Volta sino alle batterie ai polimeri di litio, la storia degli accumulatori elettrici è incredibilmente affascinante, e merita di essere approfondita e conosciuta.
Questa pagina ti spiegherà i principi fondamentali degli accumulatori e te ne descriverà i tipi più usati, affinché tu possa conoscere meglio la tecnologia che è presente nel tuo iPhone.
Buona lettura!
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Cos'è una batteria elettrica?
La prima pila elettrica costruita da Alessandro Volta
Una batteria elettrica è un generatore elettrico di tipo elettrochimico, che permette lo stoccaggio (conservazione) di un certo quantitativo di elettroni per un certo periodo di tempo.
La caratteristica fondamentale che identifica una batteria è che tali elettroni debbono essere dotati di una certa libertà di movimento, con una certa velocità: ciò corrisponde alla differenza di potenziale, ovverosia alla tensione elettrica.
In pratica, gli elettroni debbono sempre essere 'in tensione' tra due punti energetici della batteria, avendo così la possibilità di scorrere seguendo un dato circuito.
Altra caratteristica saliente di una batteria è che tale circuito di scorrimento rimane sempre direzionalmente invariato nel tempo: è
in pratica una vera e propria strada a senso unico, e gli elettroni sono obbligati a percorrerla sempre in un verso.
Tale peculiarità è detta polarizzazione, e rende la corrente elettrica fornita dalla batteria una corrente continua (DC, acronimo di Direct Current).
Scorrendo nel circuito obbligato della batteria, gli elettroni possono essere quindi utilizzati per compiere lavoro, di tipo elettrico o meccanico.
Chi ha inventato la batteria elettrica?
Il grande scienziato ed inventore Alessandro Volta
La costruzione della prima batteria elettrica è opera dello scienziato italiano Alessandro Volta (Como, 18 febbraio 1745 – Como, 5 marzo 1827), che assemblò per primo un prototipo funzionante di pila, chiamata poi successivamente 'voltaica' in suo onore.
Benché non si fosse ancora scoperta la causa dell'elettricità (ossia l'interazione elettromagnetica mediata dal fotone), Volta capì che le particelle elettriche si muovevano come un fluido, seguendo regole ben precise.
Proprio come un fluido, che scorre quando c'è una differenza di potenziale tra le superfici, così il flusso elettrico poteva scorrere attraverso materiali conduttori, se indotto da una tensione sufficiente.
Per riprodurre tale tensione, Volta costruì una rudimentale pila composta da dischetti di rame e zinco 'impilati' uno sull'altro (da cui il nome pila), posti alternatamente e separati da dei dischetti di feltro imbevuti d'acqua ed acido solforico, che fungevano da elettrolita.
Ai due capi della pila, fuoriuscivano due fili di rame, che formavano quindi un circuito elettrico propriamente detto.
Il generatore funzionava perché c'era differenza di potenziale tra zinco e rame: quando il circuito veniva chiuso, lo zinco cedeva due elettroni al composto solforico, trasformandolo così in idrogeno.
Il rame serviva per creare la giusta differenza di potenziale tra le celle di zinco, e si ossidava durante il passaggio degli elettroni.
In memoria del grande lavoro di Volta, oggigiorno la misura della differenza di potenziale (tensione elettrica) del Sistema Intenazionale è il volt (simbolo V), mentre in molti paesi del mondo, tra cui gli Stati Uniti d'America, la tensione viene chiamata ancora voltage, ossia voltaggio.
Concettualmente, benché siano passati oltre due secoli,
non c'è differenza tra il principio di funzionamento della prima pila costruita da Alessandro Volta con le odierne batterie che usiamo tutti i giorni.Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Com'è fatta una batteria elettrica?
Esistono molti tipi di batteria elettrica, ma essenzialmente il principio strutturale è eguale per ogni tipologia, ed è ricalcato sul principio fondamentale della differenza di potenziale, scoperta da Alessandro Volta.
Ogni batteria è composta da almeno tre componenti essenziali:
- Anodo
Il polo positivo della batteria, cioè l'elettrodo che assorbe gli elettroni, iniziando il processo di riduzione elettrica; - Catodo
Il polo negativo della batteria, ossia l'elettrodo che cede gli elettroni, ossidandosi; - Elettrolita
Il materiale conduttivo posto tra anodo e catodo, chiamato anche conduttore ionico.
Il suo scopo è sia quello di separare fisicamente i due elettrodi, sia di condurre gli elettroni scambiati tra di essi
Dai due poli di ogni batteria fuoriescono due contatti elettrici (positivo e negativo) che, una volta chiusi, permettono l'inizio della reazione chimica e lo scorrere polarizzato degli elettroni.
Gli elettrodi positivi e negativi sono chiamati celle, e sono impilati tra di loro in maniera alternata, separati dall'elettrolita, che può essere liquido, solido o semi-solido (gel).
Le tipologie costruttive delle batterie sono molte, e per arrivare ad ottenere differenza di potenziale vengono usati differenti metalli e materiali vari.
Schema di una cella elettrolitica di una batteria standard
Batteria o pila?
Esiste una sostanziale differenza tra i termini pila e batteria, che non sono equivalenti.
Una pila, chiamata anche batteria primaria, è un generatore elettrochimico in cui i processi di ossidazione delle celle sono irreversibili.
Quando tutte le celle dei catodi sono ossidate, la pila diventa inservibile, e deve essere sostituita.
Una batteria, chiamata batteria secondaria od accumulatore, è un generatore elettrochimico in cui i processi d'ossidazione
delle celle sono reversibili per un numero definito di volte, permettendo quindi di fornire nuova energia alla batteria (capacità) una volta che essa ha esaurito quella originaria.
Le batterie ricaricabili durano per sempre?
No.
Nelle batterie ricaricabili, l'ossidazione delle celle catodiche è reversibile, fornendo la giusta tensione ed intensità elettrica, ma non è un processo eterno: a lungo andare, si esaurisce e l'ossidazione diventa quindi irreversibile.
A prescindere dalla sua particolare tipologia costruttiva o modello, ogni batteria ricaricabile può essere caricata e scaricata per un numero limitato di volte, dopodiché dev'essere sostituita.
Un processo di carica e scarica completo di tutte le celle si chiama ciclo, e a seconda del tipo di batteria, il numero di cicli che può sopportare prima dello smaltimento varia.Ad esempio, le batterie al Nichel-Metallo idruro (Ni-MH) possono sopportare circa 500 cicli totali, mentre le batterie al piombo-acido solforico (comunemente impiegate nelle autovetture) può raggungere i 1500 cicli totali.
Anche le batterie ai polimeri di litio (Li-poly) hanno elevati cicli di carica/scarica che possono erogare prima della necessaria sostituzione: dagli 800 ai 1000.
Va fatto però doverosamente notare che nessuna batteria ricaricabile può arrivare a fine vita con una capacità di stoccaggio energetico eguale a quella che aveva quando è stata messa in commercio per la prima volta: le celle si ossidano lentamente ad
ogni carica e scarica, divenendo sempre meno performanti e causando così una durata totale dell'accumulatore inferiore a quella originaria.
Usualmente, quando l'ossidazione irreversibile riguarda i 2/3 della batteria, essa risulta da sostituire.Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Cos'è l'effetto memoria in una batteria ricaricabile?
L'effetto memoria è una caratteristica intrinseca delle batterie Ni-Cd e delle batterie NiMH.
Tale effetto si manifesta quando una batteria Ni-Cd o Ni-MH viene ricaricata prima di aver completato il ciclo, ovverosia prima della sua scarica totale.
Se ricaricata prima che tutte le sue celle siano scese a tensione zero, la batteria sembrerà 'ricordarsi' la percentuale che aveva quando s'è ricaricata, impedendo quindi una ricarica completa delle celle.
In altre parole: ponendo una ricarica della batteria con il 40% delle celle ancora carico, al successivo uso la batteria verrà segnalata scarica al 40%, perdendo quindi quasi la metà della sua capacità originaria, anche se è ancora presente energia nelle celle.
Da qui, il nome 'effetto memoria'.
Tale inconveniente , è causato dalla cristallizzazione delle celle di nichel durante una ricarica quando ancora esse sono parzialmente
cariche.
Datosi che è un fenomeno intrinseco della loro tecnologia costruttiva, non può essere eliminato.
L'effetto memoria
non è particolarmente limitante nei casi d'utilizzo 'on/off' del dispositivo (come ad esempio, in un telecomando, in un apricancello, in un rasoio elettrico, in una torcia, di una radio, ecc ecc.) ma diventa estremamente fastidioso quando l'utente deve ricaricare il dispositivo con frequenza, evitando l'interruzione della sessione di lavoro, come accade solitamente con i computer ed i cellulari.
Come si misura la capienza di una batteria?
L'unità di misura della capacità (capienza) elettrica di una batteria è il mAh, da leggersi milliampereora.
Il milliampere è un sottomultiplo dell'ampere (A), l'unità di misura della corrente elettrica.
Nel Sistema Internazionale, l'ampere è un'unità di misura fondamentale, quindi non è derivata da altre unità ma solo da fenomeni fisici.
Un ampere è calcolato come l'intensità della corrente elettrica che serve a due cavi conduttori posti parallelamente ad un metro di distanza l'un dall'altro, di lunghezza infinita e di sezione trascurabile, per attirarsi tra di loro con una forza pari a 2 x 10-7 N (newton).
Un milliampereora è quindi un flusso elettronico intenso 1/1000 di ampere erogato in un'ora, ossia per 3600 secondi.
Per arrivare a livelli di mAh
accettabili, un tempo erano necessari enormi accumulatori, a volte più grossi e pesanti persino del telefono che dovevano alimentare.
Oggigiorno, grazie alle nuove batterie ai polimeri di litio, in grado di stoccare migliaia di milliampereora
in un accumulatore sottilissimo e leggerissimo, tali accrocchi sono solo un lontano ricordo.Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Che tipo di batterie ricaricabili monta l'iPhone?
L'iPhone, come tutti gli altri telefoni cellulari moderni, monta un accumulatore del tipo Li-poly, cioè ai polimeri di litio.
Tale tipologia di batterie, inventata in Unione Sovietica sul finire degli anni '70 e commercializzata a partire dagli anni '90
del XX secolo, vede l'assenza di un elettrolita liquido e di un contenitore metallico o plastico che sorregge la struttura delle celle, in favore di un elettrolita in gel solidificato e celle polimeriche.
Tali celle, estremamente dense, sono molto sottili ma molto energetiche: la struttura senza involucro rigido permette di modellarle a piacimento, dando così ai designer la possibilità di disegnarle specifiche per ogni dispositivo in cui dovranno essere installate, ottimizzando al meglio gli spazi ed integrandole coerentemente con l'architettura interna.
Tutte cose molto importanti specie nell'elettronica, dove gli spazi di smartphone, tablet e computer portatili sono sempre molto risicati.
L'altro grande vantaggio delle batterie ai polimeri di litio è l'assenza del nefasto effetto memoria: possono essere ricaricate a qualsiasi percentuale e più volte durante l'arco di una giornata lavorativa, senza curarsi della loro carica residua.
Ciò le rende quindi perfette per alimentare telefoni, smartphone, tablet e computer in generale.
Sin dalla sua prima apparizione sul mercato, iPhone è stato dotato di una batteria Li-poly integrata, che è diventata sempre più capiente e performante nel corso degli anni e dei modelli usciti. Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Quali sono i sintomi di una batteria ricaricabile esausta?
Una batteria ricaricabile prossima all'esaurimento mostra svariati sintomi, che solitamente si manifestano quando la sua capacità totale è ridotta di almeno 2/3.
Ciò vuol dire che, in percentuale, quando le sue celle si sono irreversibilmente ossidate per almeno il 60%.
Una cella completamente ossidata non è più capace di accumulare elettroni, e crea solamente resistenza elettrica, con conseguente dispersione di energia in forma di calore.
Una batteria esausta o prossima all'esaurimento diventa altresì instabile, e questo perché la tensione totale delle celle scende improvvisamente sotto la soglia di sicurezza, facendo conseguentemente scattare la modalità di protezione gestita dagli appositi chip di controllo.
Ecco perché l'iPhone con una batteria esausta si spenge o si riavvia in maniera improvvisa.
Ricapitolando, una batteria esausta o potenzialmente in esaurimento si riconosce quando:
- I'iPhone si ricarica in maniera estremamente veloce, ma altrettanto velocemente si scarica, anche in caso di uso modesto;
- La percentuale stimata di carica residua calcolata dal software di iOS è instabile: si sperimentano sbalzi illogici, passando da alte a basse percentuali e viceversa, anche senza consumo o carica energetica rilevante;
- L'iPhone si spegne o si riavvia da solo in maniera casuale, anche con carica residua considerevole;
- L'iPhone scalda in maniera anomala ed al tatto risulta bollente, spesso in prossimità di dove è posizionata la batteria
Solitamente, questi sintomi non compaiono prima dei 500-600 cicli di carica totale.
Considerando un utilizzo medio dell'iPhone di circa 350-400 cicli totali e calcolando l'auto-degrado del 20%
l'anno, significa che dopo il secondo anno di vita del dispositivo l'utente è pressoché obbligato a sostituire l'accumulatore.
Quando compare uno o più dei sintomi riportati in lista, è consigliabile portare il cellulare in un centro specializzato per il controllo dell'accumulatore e la sua eventuale sostituzione.
La batteria dell'iPhone si può sostituire?
Certamente: come qualsiasi altra batteria ricaricabile, anche la batteria integrata nel tuo iPhone può e deve essere sostituita quando è arrivato il momento di farlo.
Al contrario di altri telefoni e similmente a tutti gli smartphone moderni di eguale categoria di mercato, iPhone non consente all'utente di cambiare personalmente la batteria, ma la sostituzione deve essere fatta in un laboratorio qualificato ed attrezzato.
L'utente è libero di scegliere se portare l'iPhone in un Apple Store o un un centro autorizzato, oppure affidarsi ad un laboratorio indipendente, risparmiando una grande quantità di denaro, e non necessariamente a scapito della qualità del servizio.
Garantiamo tutte le nostre batterie contro difetti di fabbricazione e vizi di conformità per 24 mesi1 ed offriamo anche due servizi velocissimi al tuo domicilio: il servizio standard con sostituzione in giornata al costo di € 39,00 ed il servizio espresso con sostituzione in soli 30 minuti2 al costo di € 49,00.
112 mesi per clienti aziendali con partita IVA
2Il servizio in 30 minuti è assicurato solo su prenotazione entro le ore 10,00 e compatibilmente con il carico di lavoro del laboratorio, i tecnici disponibili in forza e le condizioni del traffico cittadino.
È vero che l'iPhone rallenta in caso di batteria esaurita?
Sì, è vero.
Nelle ultime versioni di iOS, il Sistema Operativo che controlla ogni iPhone, Apple ha inserito una funzionalità che abbassa la frequenza di clock della CPU (underclocking) quando la batteria del telefono supera un dato livello di usura.
L'underclocking mira essenzialmente a risparmiare energia, poiché una frequenza di lavoro più bassa del processore consiste in una maggiore economia nell'utilizzo delle risorse elettriche, sempre scarse in caso di batteria usurata.
In questo modo, il Sistema cerca di evitare spegnimenti o riavii improvvisi, cosa abbastanza frequente in caso di batteria ormai consumata oltre i 2/3 della capacità totale.
Una frequenza di clock più bassa causa tuttavia un contemporaneo abbassamento della potenza di calcolo del processore, e questo si traduce in una reattività generale del dispositivo decisamente impoverita.
I sintomi che comunemente l'utente sperimenta quando iOS va in modalità di salvaguardia energetica sono:
- Lentezza generale del Sistema e delle applicazioni, anche senza errori logici e senza apparente cambio d'uso o d'impostazioni;
- Volume massimo degli altoparlanti diminuito (fino a -3 dB);
- Flash LED della fotocamera posteriore non può selezionabile in fase di scatto;
- Impossibilità da parte del Sistema di aggiornare automaticamente le applicazioni;
- Vistoso calo della fluidità degli effetti grafici e delle animazioni di Sistema ed applicazioni, con un calo generalizzato del frame rate;
- Difficoltà ad avviare in tempi accettabili applicazioni che mai prima avevano dato problematiche;
- Luminosità di base del pannello backlight abbassata
Tutti questi sintomi possono indicare che iOS ha effettivamente attivato la modalità di underclocking della CPU, per preservare il più possibile la poca energia disponibile della batteria esausta.
L'unica soluzione possibile per risolvere il problema è necessariamente hardware: sostituire l'accumulatore esaurito con uno nuovo.
Quindi ricorda che...
- Ogni batteria ai polimeri di litio ha un numero di cariche e scariche limitato;
- Una batteria ai polimeri di litio peggiora di prestazioni con temperature troppo fredde;
- Le batterie ai polimeri di litio degradano spontaneamente anche se non utilizzate;
- Sovra o sotto-tensioni elettriche possono danneggiare una batteria ai polimeri di litio;
- Una batteria ai polimeri di litio danneggiata è instabile, e può incendiarsi od esplodere;
- Una batteria ai polimeri di litio danneggiata va sostituita immediatamente;
- La batteria dell'iPhone va sostituita prima del suo esaurimento totale;
- Le prestazioni generali di iPhone rallentano in caso di batteria da sostituire
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Preparazione del dispositivo
Prima di portarci il tuo iPhone per l'intervento o di consegnarlo ai nostri tecnici per il ritiro, è necessario che tu esegua i passaggi qui sotto riportati.
Il completamento di tutti i passaggi assicurerà la massima protezione dei tuoi dati sensibili e permetterà al laboratorio di lavorare al meglio e servirti nel minor tempo possibile.
Se il tuo iPhone non si accende più, cerca di completare il maggior numero possibile di passaggi:
- Esegui un backup dei tuoi dati
Se usi iCloud per eseguire la copia di sicurezza periodica dei tuoi dati, collega il tuo iPhone ad una rete Wi-Fi, collegalo alla presa d'alimentazione e poi vai su Impostazioni > ID Apple, iCloud, iTunes e App Store > iCloud > Backup iCloud e tocca "Esegui backup adesso".
Se usi iTunes per il backup in locale, collega il tuo iPhone al Mac/PC, apri iTunes, vai nella schermata riepilogativa del tuo iPhone e clicca su "Effettua backup adesso"; - Rimuovi il codice di blocco dello schermo
Vai su Impostazioni > Touch ID e codice (solo Codice se non hai un iPhone con la funzionalità Touch ID), immetti il tuo codice di sblocco e poi tocca "Disabilita codice". Metti ancora una volta il tuo codice di sblocco; - Rimuovi Trova il mio iPhone
Assicurati che il tuo iPhone sia collegato ad una rete dati 3G/4G oppure ad una rete Wi-Fi, quindi vai su Impostazioni > ID Apple, iCloud, iTunes e App Store > iCloud > Trova il mio iPhone e tocca l'interruttore per disattivarlo. Ti verrà richiesta la password del tuo Apple ID, mettila per disattivare Trova il mio iPhone; - Rimuovi qualsiasi bumper, cover o pellicola protettiva del tuo iPhone
I dispositivi in lavorazione devono entrare il laboratorio senza accessori, custodie o pellicole protettive: rimuovi qualsiasi elemento esterno al telefono prima di consegnarlo per la lavorazione
