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Le batterie allo stato solido migliorano con l'elettrolita tristrato

Ha 3 materiali diversi che svolgono tutti un compito preciso: resistere agli incendi, evitare cedimenti e favorire il passaggio degli ioni

Uno spaccato di una batteria BMW
Francesco Barontini Francesco Barontini

Le batterie allo stato solido imporranno nuovi standard nel campo delle batterie agli ioni di litio. Avranno densità maggiore e anche una maggiore potenza di ricarica. Gli sforzi al momento si stanno concentrando sulla messa a punto di metodi di produzione di massa, ma gli scienziati stanno pensando anche a come tirare fuori il massimo potenziale da questo tipo di accumulatori.

Ora un team di ricercatori sudcoreani ha sviluppato una batteria al litio metallico con elettrolita polimerico solido a triplo stato che promette di essere più sicuro e anche più longevo.

Il segreto dell'elettrolita tristrato

Le batterie al litio metallico con elettrolita solido polimerico "tradizionale" hanno infatti un limite: non consentono un'interazione ottimale tra gli elettrodi. Questo limita le prestazioni perché, in caso contrario, si rischia la formazione di dendriti, quelle famose escrescenze che si formano durante i cicli di carica e scarica.

Il team di ricerca, che lavora nella divisione di tecnologia energetica e ambientale del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology, ha realizzato uno speciale elettrolita polimerico solido a 3 strati che consente di contrastare la formazione di dendriti e che garantisce quindi una maggiore resistenza al surriscaldamento e all'incendio.

La formazione di dendriti durante le fasi di carica e scarica
Foto di: InsideEVs

Ogni strato di questo elettrolita adempie a un compito preciso. Il primo strato, che contiene decabromodifeniletano, previene gli incendi; il secondo, composto da zeolite, minerale dalla struttura microporosa e cristallina che aumenta la resistenza strutturale dell'elettrolita stesso; il terzo contiene infine un'alta concentrazione di sale di litio bis(trifluorometano)sulfonimide facilita lo spostamento degli ioni di litio tra anodo e catodo e viceversa.

Durata e sicurezza a livelli superiori

Durante i test di laboratorio su celle al litio metallico dotate di questo elettrolita tristrato hanno dimostrato che la batteria ha mantenuto l'87,9% delle prestazioni iniziali dopo 1.000 cicli di carica e scarica. Le batterie allo stato solido "tradizionali", sottoposte a cicli simili, arrivano al massimo al 70-80%. Inoltre, grazie alla particolare struttura, anche in caso di surriscaldamento, queste rivoluzionarie batterie sono in grado di spegnersi da sole.

Kim Jae-hyun, professore a capo della ricerca, ha affermato: "Dai primi riscontri crediamo che questa ricerca contribuirà in modo significativo alla commercializzazione di batterie al litio metallico che utilizzano elettroliti solidi. Saranno adatta a vari utilizzi, dai dispositivi elettronici alle auto elettriche passando per i sistemi di accumulo".