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

Di: Francesco Barontini

5 gen 2025 alle 07:00

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".