Rivoluzione batterie al litio-zolfo, in Corea hanno trovato una quadra

Un team di ricercatori ha superato uno degli scogli più importanti: il rapido decadimento. La risposta? Nella silice

Transparent view of electric SUV battery module

Di: Gustavo Henrique Ruffo

Tradotto da: Francesco Barontini

21 giu 2020 alle 13:44

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Si chiamano batterie al litio-zolfo, Li-S o LSB. Possono raggiungere una densità di 2.600 Wh/kg e percorrere a spanne 2.000 km con una ricarica andando a pareggiare - se non superare - le prestazioni delle batterie allo stato solido (su cui sta di recente sta puntando parecchio Volkswagen): dieci volte di più di quanto faccia una normale cella agli ioni di litio.

Fino ad oggi, però, non si sono diffuse perché avevano prestazioni accettabili solo per pochi cicli di carica-scarica. Il decadimento velocissimo delle prestazioni le ha sempre relegate ad un ruolo più che marginale.

2.000 cicli senza rovinarsi

Oggi, però, i ricercatori dell'Istituto di Scienza e Tecnologia Daegu Gyeongbuk, con sede in Corea del Sud, sono riusciti a creare una batteria al litio-solfuro che ha resistito ad uno stress test di 2.000 cicli.

Ci sono riusciti grazie all'uso di silice, un materiale economico e non conduttore ricavato dal silicio. Ma se non è un conduttore, allora a che serve in una batteria? Serve perché ha una elevata polarità.

Il che significa che è in grado di attrarre altre molecole polarizzate, inclusi i polisolfuri di litio (LiPS), che sono i tra i più dannosi all'interno della batteria perché quando si dissolvono portano una perdita di solfuro e, se raggiungono l'anodo, possono danneggiare l'intera cella.

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Uno scudo di pOMS

La silice è usata in piastrine ordinate a formare una struttura porosa chiamata pOMS che lavora come un catodo dopo che questo è entrato in contatto con un agente conduttivo a base di carbonio.

Grazie all'elevata polarità, la silice permette la formazioni di polisolfuri di litio, ma ne impedisce la dissoluzione ed evita che vadano a danneggiare l'anodo. Da qui la capacità di questo tipo di batterie di resistere a 2.000 cicli.

Li-S Batteries May Reach 2,000 Cycles With Silica-Based Cathode

Una densità ancora a scoprire

I progressi sulla durata di questo tipo di batterie sono stati riportati sulla rivista scientifica Advanced Energy Materials. Resta un mistero, però, che densità siano riusciti a raggiungere con queste batterie Li-S.

La teoria dice che si possono toccare valori di 2.600 Wh/kg. Se così fosse l'industria automobilistica potrebbe presto fare affidamento su batterie economiche, dal peso di meno di 50 kg in grado di garantire autonomie di oltre 600 km. Già... immaginate cosa potrebbe significare.

Insomma, le soluzioni per l'immediato futuro degli accumulatori si stanno moltiplicando, tra la superbatteria CATL da 2 milioni di km, quella di Tesla di cui per ora conosciamo un primo brevetto e quella di SVolt. Solo per citare le 3 soluzioni di cui si parla di più nell'ultimo periodo (insieme alla cobalt-free della Model 3 cinese).

Intanto, anche in Cina si stanno svolgendo sulle Li-S, con scienziati che hanno già mostrato come sono riusciti ad ottenere un risultato simile usando nanosfere di carbonio.

Il litio-zolfo

Batterie Li-S: 2.000 km con una ricarica (o 7 giorni di smartphone)

Batterie auto elettriche, con il litio-zolfo 1.000 km con una ricarica

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