Ricaricare ad alta potenza una batteria (sia essa di un’auto elettrica o di uno smartphone) è comodo, ma anche pericoloso. Le celle subiscono stress maggiori e si rischia, a lungo andare, un decadimento più veloce delle prestazioni.
Questo è quello che accade oggi. Ma in futuro le cose potrebbero cambiare grazie a una scoperta sensazionale che vede coinvolti anche degli scienziati italiani. Secondo quanto osservato in laboratorio, infatti, un domani si potranno ricaricare le batterie ad alta potenza aumentandone anche la longevità.
Rallentare l’invecchiamento
A dare l’annuncio sono stati il professore Antonio Bertei e il ricercatore Marco Lagnoni, entrambi ingegneri chimici impiegati al Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa. Bertei e Lagnoni sono autori di uno studio pubblicato su Nature Communications al quale hanno partecipato anche altri scienziati provenienti da 8 diversi istituti internazionali.
Il team ha svolto delle ricerche sulle conseguenze della ricarica rapida sulle batterie, scoprendo che questa causa una deposizione di litio metallico sulla superficie dell’anodo in grafite. Questo fenomeno, conosciuto anche come placcatura al litio, è la causa scatenante della perdita delle prestazioni di un accumulatore.
Ma è reversibile in buona parte. Con una serie di accortezze, il litio metallico può essere riassorbito. Così facendo le prestazioni della batteria sono compromesse solo in minima parte e, in definitiva, l’invecchiamento della stessa rallenta.
L’importanza di fare delle pause
Antonio Bertei ha dichiarato: «La capacità di ricarica rapida, l'autonomia e la sicurezza delle batterie agli ioni di litio sono oggi i fattori che maggiormente influenzano una più ampia diffusione sul mercato dei veicoli elettrici. Ma grazie ai risultati ottenuti dal nostro studio questi limiti potrebbero essere superati entro i prossimi anni. Le indagini compiute ci hanno permesso di quantificare in modo definitivo i meccanismi che aggravano l'invecchiamento durante la ricarica rapida delle batterie al litio che utilizzano elettrodi in grafite”.
“Il modello computazionale che sfrutta modelli fisici e matematici avanzati a supporto e integrazioni di analisi sperimentali all’avanguardia che abbiamo messo a punto per questo studio ha permesso di osservare in diretta il processo di placcatura al litio della grafite", ha aggiunto Marco Lagnoni.
"Così - ha proseguito - abbiamo anche dimostrato che questo può essere riassorbito dall'elettrodo, rallentando così l'invecchiamento delle batterie. È sufficiente programmare delle pause a determinati livelli di ricarica. Tanto che, con i colleghi, abbiamo coniato il motto 'aspettare per essere più veloci', per descrivere l'impostazione che dovrà informare lo sviluppo dei protocolli avanzati di ricarica rapida del futuro concepiti per le batterie automobilistiche di prossima generazione».
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