Le batterie ai polimeri di litio
- Cos'è la tecnologia ai polimeri di litio delle batterie degli iPhone?
- Le batterie ai polimeri di litio devono essere periodicamente sostituite?
- Quali sono i sintomi di una batteria Li-poly esausta?
- Le batterie ai polimeri di litio si possono danneggiare?
- Come si presenta una batteria Li-poly danneggiata?
- Le batterie ai polimeri di litio possono essere rigenerate?
- Le batterie ai polimeri di litio degradano spontaneamente?
- Le batterie ai polimeri di litio degli iPhone possono essere sostituite?
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Quest'articolo è stato aggiornato il giorno: sabato 30 ottobre, 2021
Cosa sono le batterie ai polimeri di litio?
Qual'è la tecnologia che ne permette il funzionamento?
Perché sono così importanti per i nostri iPhone?
In questa pagina troverai tutte le informazioni sulle batterie ai polimeri di litio, affinché tu possa conoscerne ogni segreto e sfruttarne il loro pieno potenziale per alimentare il tuo amato iPhone.
Buona lettura!
Cos'è la tecnologia ai polimeri di litio delle batterie degli iPhone?
La tecnologia ai polimeri di litio (abbreviata in Li-poliy o Li-po) è una derivazione della tecnologia agli ioni di litio (Li-Ion), che sfrutta particolari proprietà del litio - o meglio, di particolari materiali drogati al litio - di accumulare elettroni e conservarli per un dato periodo di tempo.
Al contrario di quello che si potrebbe pensare, la tecnologia delle batterie ricaricabili al litio
ha già quasi 40 anni: fu messa a punto sul finire degli anni '70 nei laboratori dell'ex Unione Sovietica, ed il progetto rimase sotto segreto militare fino alla caduta dello stato comunista d'inizio anni '90, quando fu proposto commercialmente.
Essenzialmente, i vantaggi di questo tipo di batterie sono:
- Alta densità delle celle
Grazie alla grande densità delle celle polimeriche drogate col litio, le batterie Li-poly possono accumulare molta più energia elettrica in uno spazio molto più contenuto rispetto ad altri tipi di batterie, per esempio le classiche Nichel-Cadmio o Nichel-Metallo idruro.
Le batterie prodotte potranno quindi essere più compatte e capienti, facilitando la progettazione del design dei dispositivi elettronici che andranno ad alimentare; - Assenza di involucro metallico
Le batterie Li-poly non hanno bisogno di una struttura esterna metallica contenitiva: le sottili celle polimeriche si auto-sostengono, e possono essere modellate in pressoché qualsiasi forma, dando un grandissimo vantaggio ai progettisti hardware, che sono così liberi di inserirle in ogni dispositivo portatile, anche di dimensioni contenute; - Assenza d'effetto memoria
Le batterie ai polimeri di litio non soffrono del nefasto 'effetto memoria' che affligge le Ni-Cd e le Ni-MH, e pertanto possono essere caricate in qualsiasi momento a qualsiasi percentuale di carica, senza necessariamente scaricarle del tutto
Tutti questi vantaggi hanno decretato il successo delle batterie Li-Poly nel mondo dell'informatica mobile, specialmodo nel complesso e variegato settore della telefonia.
Le prime batterie Li-Ion cominciarono ad essere messe in commercio a metà anni '90, e già alla fine del decennio avevano in pratica soppiantato totalmente le vecchie Ni-MH.
A livello commerciale, non vi fu una grossa distinzione nel passaggio dalle Li-Ion alle Li-Poly, datosi che, essenzialmente, le batterie ai polimeri di litio sono considerate un miglioramento delle Li-Ion,
mentre la tecnologia di base è la stessa.
La differenza sostanziale è che le batterie Li-poly hanno una densità media superiore del 20% rispetto alle Li-Ion, ed il loro elettrolita è un gel solidificato.Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Le batterie ai polimeri di litio devono essere periodicamente sostituite?
Sì, come ogni batteria ricaricabile, anche le batterie ai polimeri di litio non hanno un ciclo di vita infinito, e dopo un po' debbono essere sostituite.
Le celle polimeriche di una batteria Li-poly possono ossidarsi e de-ossidarsi per molti cicli, accumulando e rilasciando elettroni ad ogni carica e scarica: per un inevitabile effetto fisico, però, non tutti gli elettroni vengono espulsi alla fine di un ciclo.
Qualcuno rimane intrappolato nelle lacune positive delle celle, e non riesce più ad uscire: questo causa una lenta ma inarrestabile ossidazione non reversibile, che a lungo andare fa diventare totalmente disfunzionale la cella.
Ciò succede ad ogni carica e scarica della batteria, a prescindere dal suo effettivo tempo d'utilizzo.
La durata media di una batteria Li-poly si attesta sugli 800-1000 cicli di carica/scarica, dopodiché diventa sempre più inservibile fino al punto di non essere più operativa.
Sempre mediamente, un utente difficilmente raggiunge tali cicli prima dei due anni di vita del dispositivo che la batteria Li-poly alimenta.
Quando l'ossidazione totale delle celle ha superato i 2/3 del totale, la batteria comincia a manifestare tutti i sintomi dell'esaurimento, e dovrebbe quindi essere sostituita.
Quali sono i sintomi di una batteria Li-poly esausta?
I sintomi di una batteria ai polimeri di litio che sta per esaurire completamente le sue celle utili sono comuni a quelli di qualsiasi altra batteria degradata.
L'esatto ordine e l'effettiva manifestazione di ogni sintomo può variare, ma generalmente si dovrebbe eseguire un test della batteria quando si sperimenta almeno una di queste problematiche:
- Il dispositivo 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 è instabile: si sperimentano sbalzi illogici, passando da alte a basse percentuali e viceversa, anche senza consumo o carica energetica rilevante;
- Il dispositivo si spegne o si riavvia da solo in maniera casuale, anche con carica residua considerevole;
- Il dispositivo scalda in maniera anomala ed al tatto risulta bollente, spesso in prossimità di dove è posizionata la batteria
I sintomi sopra esposti devono essere presi empiricamente: possono essere presenti tutti come solo uno, e bisogna considerare anche che molti di essi sono indicativi di altre problematiche avulse alla batteria (come ad esempio, cortocircuiti o corruzione del software di Sistema).
Pertanto, un controllo in laboratorio è sempre necessario per determinare con esattezza l'esaurimento della batteria o meno. Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Le batterie ai polimeri di litio si possono danneggiare?
Sì, possono danneggiarsi.
Il danneggiamento - che è differente dall'esaurimento - può avvenire per due cause: meccanica od elettrica.
Il danneggiamento meccanico è quando la batteria subisce un danno fisico: una perforazione delle celle, un trauma da urto oppure un contatto con un liquido conduttivo.
Il danneggiamento elettrico è invece quando alla batteria Li-poli viene fornita una tensione non congrua a quella d'esercizio.
Le batterie ai polimeri di litio possono lavorare entro un ben ristretto intervallo di tensione elettrica, sotto ed oltre il quale diventano instabili.
Le batterie dell'iPhone, ad esempio, lavorano (a circuito chiuso) con una tensione di 3.8V (3.7V per i modelli fino ad iPhone 3GS), e non dovrebbero mai scendere, sempre a circuito chiuso, sotto i 2.6V.
Quando vanno in sovra o sotto-tensione, possono danneggiarsi.
Una batteria Li-poli danneggiata è estremamente pericolosa, ed andrebbe sostituita e messa in sicurezza quanto prima.
Come si presenta una batteria Li-poly danneggiata?
Il primo sintomo di una batteria Li-poli danneggiata è l'eccessivo calore che viene disperso nel dispositivo che alimenta.
I telefoni ed i computer con una batteria rovinata diventano letteralmente bollenti, in molti casi impossibili da utilizzare.
Molto comune è anche un altro sintomo, immediatamente riconducibile al danneggiamento da sovra o sotto-tensione: il rigonfiamento della batteria.
Le batterie ai polimeri di litio se elettricamente danneggiate tendono a gonfiarsi, in quanto l'elettrolita solidificato subisce una violenta reazione chimica, che porta l'accumulatore a gonfiarsi in maniera abnorme.
Datosi che non c'è nessun contenitore esterno metallico a far da contro-pressione, l'energia sprigionata dalla reazione è libera di propagarsi senza limiti, gonfiandosi sino a fuoriuscire dalla sua sede.
In molti modelli di telefoni iPhone, questo significa un rigonfiamento generale del dispositivo, in quanto la batteria è solitamente posizionata tra telaio-scocca e display assembly.
Da qui la tipica problematica dell'iPhone che sembra 'gonfio', con il display quasi pronto a 'esplodere'.
Una batteria danneggiata non può essere riportata a condizione originaria, e deve essere necessariamente smaltita, anche in tempi rapidi: è pericolosa, in quanto potrebbe bucarsi e di conseguenza incendiarsi od esplodere.
Le batterie ai polimeri di litio sono state inventate dal complesso militare dell'Unione Sovietica sul finire degli anni '70 del XX secolo.
I primi prototipi funzionavano male, poiché avevano seri problemi a rimanere stabili con temperature d'esercizio inferiori ai 50° C.
Nello specifico, esplodevano facilmente perché l'elettrolita utilizzato, totalmente polimerico, sotto tale temperatura subiva una modifica alla struttura che faceva collassare tutte le celle della batteria.
Il problema fu risolto sostituendo l'elettrolita solido con uno gel solidificato, molto più stabile alle basse temperature.
Uno dei primi usi delle Li-poly fu quello di alimentare i lanciarazzi a puntamento ad infrarosso durante la guerra in Afganistan: una novità dal grande vantaggio tattico dell'epoca, che (si sospetta) gli americani riuscirono a rubare e copiare.
A fine anni '80, anche l'apparato bellico statunitense era in possesso di prototipi di batterie ai polimeri di litio funzionanti, che furono immessi sul mercato durante gli anni '90.
Il problema della temperatura e dell'instabilità delle Li-poly a temperature troppo basse è sempre presente, anche se non più pericoloso.
Attualmente, gli sforzi dei ricercatori si stanno concentrando sulla produzione delle vere, originarie batterie Li-poly con elettrolita totalmente solido che, teoricamente, sarebbero ancora più dense e performanti di quelle in uso ordinario.
Le difficoltà a farle però divenire usabili ad una temperatura accettabile stanno notevolmente ritardandone l'ingresso sul mercato.
Le batterie ai polimeri di litio possono essere rigenerate?
No, non è possibile rigenerare nessuna batteria ricaricabile che ha già esaurito tutti i suoi cicli utili di lavoro.
Una batteria esausta Li-poly ha solo una destinazione: la discarica differenziata, ed il successivo smaltimento col recupero - ove possibile - del litio.
Le batterie ai polimeri di litio degradano spontaneamente?
Sì, oltre al naturale degrado per usura, le batterie ai polimeri di litio degradano spontaneamente anche quando non vengono usate.
Tale degrado è intrinseco della loro tecnologia costruttiva, e non può essere eliminato: inizia subito dopo la fine della loro produzione, e prosegue lento ma inarrestabile fino alla fine della loro vita lavorativa.
Mediamente, una batteria ai polimeri di litio degrada del 20% in un anno solare, ed il degrado è velocizzato se l'accumulatore non è ricaricato con frequenza e se è esposto, durante l'utilizzo, a temperature troppo basse.
Se lasciate per lunghi periodi inattive a tensione inferiore ai 2.6V e a circuito aperto, le batterie ai polimeri di litio possono danneggiarsi irreversibilmente, e divenire quindi inservibili.
Dopo due anni, una batteria Li-poly avrà perso circa il 40% della sua capacità originaria, a cui si dovrà aggiungere il degrado naturale dell'utilizzo.
Ecco perché, sempre in media, un utente è costretto a cambiare la propria batteria dell'iPhone, o di qualsiasi altro dispositivo con sopra una Li-poly, a partire dal secondo anno di vita dello stesso.
L'auto-degrado è uno dei motivi per cui le batterie ai polimeri di litio dovrebbero essere utilizzate il prima possibile subito dopo la loro produzione: stoccare grandi quantità di batterie Li-poly per un lungo periodo di tempo può significare una grossa perdita economica.Prenota ora il tuo cambio batteria iPhone!
Le batterie ai polimeri di litio degli iPhone possono essere sostituite?
Certamente.
Come ogni batteria ricaricabile, anche le batterie Li-poly integrate negli iPhone possono essere sostituite, quando usurate o danneggiate.
È però un'operazione che l'utente non può compiere
direttamente, in quanto è necessario operare su un dispositivo che non è stato progettato per essere direttamente aperto da manodopera non specializzata.
La sostituzione deve quindi essere eseguita da un tecnico professionista e specializzato negli iPhone.
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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
