Una grande innovazione di questi ultimi due anni nel mondo del volo elettrico sono state le "nuove" batterie ai polimeri di litio, le Li-Poly. Con questo articolo cercheremo di capire come scegliere le batterie adatte oltre a fare un pó di luce sulla questione Li-Poly, che è ricca di leggende e luoghi comuni da campo di volo.

Tecnologia
Le celle Li-po, non sono poi molto "nuove", in effetti il loro progetto iniziale risale addirittura agli anni settanta, periodo in cui, dati i problemi tecnologici e i costi di produzione non sono state mai prodotte. Le prime celle li-po risalgono allora al 1995, dove alcune soluzioni permisero di produrre alcune batterie molto simili alle celle li-po attualmente in commercio. Grazie all'utilizzo di celle li-po in applicazioni quali cellulari, pc portatili ecc. le nuove batterie hanno potuto vedere uno sviluppo tecnologico trainato dal mercato delle suddette applicazioni. Senza addentrarci nella reale tecnologia delle li-poly possiamo affermare che sono "l'evoluzione" delle famose batterie Li-ion (Ioni di Litio, utilizzate molto nei cellulari) alle quali è stato sostituito lo strato poroso imbevuto di elettrolita, con un polimero elettrolita, che essendo solido ha risolto non pochi problemi, soprattutto quelli legati alla sicurezza d'uso (in realtá per migliorare la resa delle batterie una piccola quantitá di elettrolita liquido è comunque presente). L'introduzione dell'elettrolita polimerico solido in realtá non migliora le prestazioni rispetto alle li-ion, anzi, forse le riduce, allora perché questo grande successo? L'innovazione stá nel fatto che questo elettrolita polimerico puó essere prodotto in sottilissimi fogli, e questo permette di avere in poco spazio una grande superficie di materiale, cosa che permette alla batteria di migliorare mantenendo peso e dimensioni limitate. Inoltre, non meno importante, questa tecnologia permette di "plasmare" la cella nelle forme piú varie, e di contenere il tutto in delle particolari bustine stagne di alluminio. Questo ci spiega come le li-po, a paritá di peso con altre batterie, abbiano una maggiore capacitá, a scapito peró di una bassa corrente di scarica dovuta alla tecnologia e alla loro alta resistenza interna.
In parole piú semplici la cella lipo è costituita da due strati di materiali, avvolti a spirale o piegati a fisarmonica (un pó come nei condensatori). Aumentando la superficie di contatto tra i due materiali diminuisce la resitenza interna e in questo modo si riesce a "succhiare"piú corrente.

Carica delle li-po
Le celle li-poly devono essere caricate con un metodo particolare, questo implica il fatto che il caricabatterie che utilizziamo per esse deve prevedere un programma speciale dedicato alle celle li-poly. La fase di carica si divide in due parti, la prima a Corrente Costante e la seconda a Tensione Costante. Per spiegarlo semplicemente, immaginiamo di collegare la nostra cella ad un caricabatterie che eroga una corrente massima pari a "I", ed una tensione massima pari a "V". Inizialmente, a cella scarica, il caricabatterie fornirá alla cella una corrente pari a "I", che è la massima corrente che deve dare, e pertanto la cella verrá caricata a corrente costante, mentre la tensione della cella aumenta insieme al suo stato di carica. Quando la tensione della cella raggiunge il valore "V" inizia la seconda fase, quella a tensione costante. Durante questa fase la tensione rimarrá costante, mentre la corrente scenderá con l'aumentare dello stato di carica della batteria. La carica sará quindi considerata completata nel momento in cui la corrente avrá raggiunto il valore di 1/10 o 1/20 di "I" (teoricamente la corrente dovrebbe arrivare a 0, ma questo non avviene,o avviene dopo molto tempo). C'è da dire che il pacco potrebbe giá essere utilizzato dopo la prima fase di carica a corrente costante, in quanto alla fine di essa il pacco ha giá raggiunto l'85% della sua carica.

Vediamo ora in dettaglio, la tensione massima "V" deve essere quella massima permessa per una cella li-po, ovvero 4.2V, altrimenti se fosse maggiore si rischierebbe di surriscaldare la cella, se invece fosse minore si rischierebbe di non caricare completamente la cella. Per quanto riguarda invece la corrente massima bisogna tenere conto della capacitá della cella in questione. La corrente massima deve essere infatti pari alla capacitá della cella che intendiamo caricare. Se la cella è ad esempio da 2000 mah (2Ah) la corrente massima deve essere di 2A.
Va da sé che se abbiamo 2 celle in serie la tensione massima sará raddoppiata, con 3 celle la tensione sará triplicata e via dicendo...
Importante è da sottolineare che i cicli di carica/scarica sono perfettamente INUTILI, in quanto le batterie al litio non presentano alcun effetto memoria, ed eventuali cicli servirebbero solo a diminuire la longevitá del nostro pacco, che ad ogni ciclo di carica/scarica perde un pó di capacitá, fino a diventare inutilizzabile.
Altro particolare importante è la bassissima corrente di autoscarica delle li-poly, che ci permette di caricarle e lasciarle cariche per giorni, tuttavia in previsione di un lungo periodo di non utilizzo è bene lasciare le batterie cariche al 50%, come viene effettuato dagli stessi produttori, che conservano le celle nei magazzini a circa il 50% della loro carica.

Scarica delle li-po
Durante il processo di scarica bisogna attenersi scrupolosamente ad alcune precauzioni, in modo da evitare danni alle celle, situazioni di pericolo o perdita di caratteristiche. Innanzi tutto è buona norma non scaricare mai le celle fino a tensioni troppo basse. La tensione minima che deve avere una cella li-po è di 2,85V, e non deve mai scendere sotto questo valore, altrimenti potreste danneggiare irreparabilmente le vostre batterie. Un'altra cosa importantissima è la corrente di scarica. Come abbiamo giá accennato le li-po non forniscono elevate correnti di scarica anche per il fatto che hanno un'alta resistenza interna. Bisogna quindi attenersi ai valori massimi espressi dai produttori. I produttori indicano solitamente due valori di corrente di scarica, la "massima corrente continua" e la "massima corrente di picco". La prima indica la massima corrente erogabile dalle celle, mentre il secondo valore puó essere richiesto alle batterie solamente per pochi secondi.
Qualora il valore di corrente di scarica massima della cella non fosse sufficiente allo scopo saremo costretti a mettere in parallelo piú pacchi, aumentando cosí la capacitá e la corrente di scarica.

É vero che con le li-poly si risparmia peso?
Le Li-po, a paritá di capacitá, pesano addirittura 3 volte meno delle tradizionali Ni-Cd/Ni-Mh, tuttavia non sempre conviene utilizzarle, proprio per il fatto che le correnti di scarica fornite sono relativamente basse. Infatti si puó affermare che, sempre a paritá di capacitá, le li-po erogano correnti di scarica 3 volte minori rispetto alle Ni-Cd/Ni-Mh. Quindi con motori con elevati assorbimenti, montando li-poly posso diminuire il peso, ma sono poi costretto ad aumentarlo nuovamente, mettendo pacchi in parallelo, per sopperire all'elevato assorbimento del motore. Alla fine dei conti quindi, il peso resta pressoché invariato. Me c'è un vantaggio, se per aumentare la corrente di scarica devo triplicare ad es. la capacitá (mettendo pacchi in parallelo) triplicheró in questo modo anche l'autonomia, potendo volare cosí per un tempo triplo!! Peró, ovviamente, se il mio scopo non è l'autonomia o voli estremamente lunghi è comunque inutile, in quanto si tornerebbe a terra con le celle non ancora del tutto scariche.