Batterie allo stato solido, ma sempre agli ioni di litio: si può

Uno studio sui neutroni rivela che gli ioni di litio sono la formula vincente con nuovi elettroliti superionici

Lithium ion in solid state battery superionic

Foto di: Oak Ridge National Laboratory

Redazione

Di: Redazione

30 gen 2025 alle 12:35

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E se la soluzione ideale per le batterie allo stato solido fosse nei cari "vecchi" ioni di litio? Secondo uno studio della Duke University (North Carolina), che si è avvalsa dei neutroni per studiare più accuratamente i flussi, gli ioni di litio potrebbero garantire performance eccellenti anche attraverso un elettrolita solido.

L'elettrolita in questione è di nuova formulazione: si tratta di cloruro di fosforo e zolfo di litio (Li6PS5Cl), noto come composto superionico, capace di creare un ambiente favorevole al movimento rapido degli ioni.

I neutroni dicono sì

La ricerca è stata condotta con la collaborazione dell'Oak Ridge National Laboratory, divisione del Dipartimento per l'Energia, che ha impiegato i neutroni della Spallation Neutron Source (SNS). I test condotti su scala atomica e completati dalle simulazioni di dinamica molecolare nel National Energy Research Scientific Computing Center del Lawrence Berkeley National Laboratory, hanno dimostrato che gli ioni si muovono nel nuovo materiale solido altrettanto rapidamente come in quello liquido. Dunque possono ottenere ricariche rapide, ma con i benefici di sicurezza maggiori consentiti dalla tecnologia delle batterie solide.

Le performance restano elevate

Per quanto gli elettroliti solidi siano visti come la soluzione ideale per far fare alle batterie il salto di qualità, visto che sono meno soggetti a rischi di combustione e possono anche migliorare la capacità di accumulo grazie a una maggiore densità energetica, hanno ancora qualche criticità da superare. Solitamente, infatti, gli ioni si muovono meno liberamente in un materiale solido rispetto a uno liquido e, per avere prestazioni adeguate nei cicli di carica e scarica, questo è un passaggio fondamentale.

Il team di ricerca ha utilizzato la tecnica della spettroscopia per la diffusione dei neutroni, che funziona misurando i movimenti molecolari e atomici con vibrazioni reticolari ed eccitazioni magnetiche nei materiali e con questa soluzione è stato possibile tracciare un modello simulato della diffusione del litio nel materiale solido, ottenendo riscontri positivi.

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