Batterie allo stato solido: questo gel decuplica la densità energetica

La scoperta aumenta in modo straordinario la capacità grazie a un liquido elettrolita unito a nanoparticelle: ecco come funziona

Butter-Like Material Makes Solid-State Battery

Di: Gustavo Henrique Ruffo

Tradotto da: Francesco Barontini

26 mag 2020 alle 10:45

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Si può definire ancora allo stato solido una batteria in cui gli strati sono rivestiti di un materiale che ha la consistenza del burro? Ironie a parte, è meglio mettere da parte le mere questioni "linguistiche", soprattutto se questo innovativo rivestimento gelatinoso ha il potere di rendere queste batterie più stabili e molto più prestanti.

Così, mentre la cinese SVolt ha bruciato Tesla sulla presentazione della sua super batteria, e la Casa di Elon Musk fa trapelare di essere pronta al lancio della sua batteria senza cobalto, si torna a parlare anche di stato solido, a qualche mese dagli ultimi importanti annunci sul tema di Samsung.

Un'invenzione internazionale

La scoperta è stata annunciata su Avanced Functional Materials, rivista scientifica in cui si afferma che proprio la presenza di questo strato permette alle batterie allo stato solido di immagazzinare una quantità di energia fino a dieci volte superiore.

La scoperta è attribuibile ai ricercatori della Chalmers University of Technology, della XI'an University, della Technical University e della National University of Defence Technology.

Si spalma come il burro

Il materiale in questione non è così comune come potrebbe sembrare (ma basta vedere la formula riportata poco più avanti per farsi un idea). Si tratta infatti di un liquido elettrolita carico di elettroni unito a nanoparticelle LAGP (Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3).

Fotogallery: Batterie allo stato solido: scoperta una gelatina che aumenta la densità di dieci volte

Il materiale simile al burro rende la batteria a stato solido «Dry Sandwich» funziona meglio

Questo materiale, la cui consistenza è simile a quella del burro appunto, deve essere letteralmente spalmato tra l'anodo di litio e l'elettrolita solido, realizzato in NASICON, uno degli elettroliti più performanti attualmente usato nelle batterie allo stato solido, con prestazioni simili a quelle di un elettrolita liquido, il cui nome deriva dall'acronimo di Sodium (NA) Super Ionic CONductor.

Butter-Like Material Makes Solid-State Battery

Ma perché è necessario il rivestimento gelatinoso? Perché il NASICON ha un problema con l'anodo al litio. Nel senso che se NASICON e anodo di litio restano a contatto diretto il NASICON perde buona parte delle proprie prestazioni energetiche.

Ed ecco l'idea dello strato spalmabile. Nato dallo sforzo congiunto dei ricercatori delle quattro Università di cui sopra. Per spiegarla con una metafora alimentare, gli scienziati hanno scoperto che per dare equilibrio ad un sandwich riempito solo con alimenti solidi bastava uno strato di maionese.

Butter-Like Material Makes Solid-State Battery

Una serie di effetti benefici

Questa sorta di maionese per batterie rende la tecnologia dello stato solido più stabile. Nel senso che grazie a questo accorgimento le batterie hanno prestazioni più omogenee, a tutto vantaggio della gestione dei cicli di carica e scarica.

C'è dell'altro: lo strato gelatinoso migliora anche il controllo termico e previene la perdita di energia causata da temperature troppo elevate (oltre i 300 gradi).

Butter-Like Material Makes Solid-State Battery

Ma aumentano i costi

Però, come si dice, non è tutto oro quello che luccica. Queste batterie, infatti, per stessa ammissione degli scopritori, saranno anche più costose da produrre. Per ora almeno. Ma da qui a quando le batterie allo stato solido inizieranno ad arrivare sul mercato (si pensa tra circa 5 anni) non è detto che siano state sviluppate tecniche e tecnologie in grado di renderle più abbordabili.

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