Queste batterie allo stato solido hanno l'anodo... liquido

Una ricerca tedesca mette in luce i vantaggi di questa soluzione. Si punta su elettrodi negativi al litio puro o in sodio

Foto di: InsideEVs

Di: Francesco Barontini

19 mag 2025 alle 17:00

In Germania sono tante le Case auto, le aziende e le università che lavorano sulle batterie allo stato solido. Ma l'Istituto Federale per la Ricerca e la Prova dei Materiali (BAM), con sede a Berlino, ha messo a punto un metodo di studio diverso che dovrebbe portare alla realizzazione di accumulatori più potenti e di più facile adozione su auto e dispositivi elettronici.

Il fatto è che le batterie che stanno mettendo a punto l'elettrolita sarà effettivamente solido, ma l'anodo sarà liquido. Ecco, è proprio questa la novità.

Concentrarsi su litio puro o sodio

Il problema delle batterie allo stato solido è che tra anodo solido ed elettrolita solido possono presentarsi irregolarità che limitano la superficie di contatto e, quindi, il passaggio degli ioni di litio. Così le prestazioni ne risentono. L'elettrolita liquido, come è intuibile, ha una superficie di contatto più omogenea. E per quanto limiti le prestazioni, proprio per la maggiore facilità di utilizzo è diventato lo standard. Però, secondo quanto affermato dai ricercatori tedeschi (e non solo), lo sviluppo di batterie agli ioni di litio tradizionali potrà fare ancora qualche passo avanti, ma non potrà portare risultati rivoluzionari.

Una batteria con celle cilindriche e architettura cell-to-pack

Il salto di qualità si fa con tecnologie di rottura. "Adottando anodi in litio puro o in sodio - spiega il team del BAM -. Sono più sostenibili, più economici e in grado di immagazzinare una quantità maggiore di energia". Ed è qui che arriva l'idea dell'anodo liquido.

La chiave di tutto sta nell'additivo

"Siamo riusciti a dimostrare che un anodo liquido di metallo alcalino è cento volte più efficiente degli anodi di grafite convenzionali - spiega Gustav Graeber, esperto di materiali per batterie presso l'Università Humboldt di Berlino e ricercatore ospite presso il BAM -. Al momento, però, questa tecnologia può essere utilizzata solo a 250 gradi Celsius. Il nostro obiettivo è trasferire i suoi vantaggi a temperatura ambiente".

Per questo si stanno sperimentando additivi al potassio che abbassano il punto di fusione dell'anodo. La sfida in questo caso è che molti elettroliti solidi comuni non sono sufficientemente stabili rispetto al potassio.

Allo studio ci sono anche elettroliti allo stato semisolido

Secondo il BAM, la soluzione potrebbe risiedere in uno speciale elettrolita solido a base di superconduttori di ioni di sodio (NASICON). Sono materiali che offrono un'elevata conduttività ionica a temperatura ambiente e sono anche chimicamente stabili rispetto al potassio, soprattutto se miscelati con afnio. Ma l'afnio è raro e costoso. Si cercano quindi additivi alternativi altrettanto efficienti ma più sostenibili e facili da reperire.

"Il nostro progetto di ricerca rappresenta un passo decisivo verso batterie ad alte prestazioni, più sostenibili, economiche ed efficienti - afferma Graeber -. Le batterie allo stato solido al sodio potrebbero ridurre drasticamente i tempi di ricarica e migliorare significativamente le prestazioni dei sistemi di accumulo di energia mobili e fissi, offrendo un contributo importante alla decarbonizzazione".