La scoperta: la ricarica ultrafast allunga la vita delle batterie

Fino a oggi la ricarica ha giocato su un labile equilibrio: meglio aumentare la potenza e rischiare di accelerare il degrado della batteria o adottare una politica più conservativa, che allunghi la vita all’accumulatore costringendo gli automobilisti a soste più lunghe alle colonnine? Bella domanda.

Dall’Università americana Georgia Tech arriva ora una risposta rivoluzionaria: aumentate la potenza della ricarica, perché così si allunga anche la vita della batteria. Un sogno. Eppure pare proprio che sia così.

Lo zinco resiste meglio

Un team di ricercatori dell’istituto statunitense – e più precisamente della George W. Woodruff School of Mechanical Engineering – sotto la guida del professor Hailong Chen, ha scoperto che nelle batterie agli ioni di zinco aumentare la potenza di ricarica non solo non arrecava danni alla struttura interna delle celle, ma addirittura la rafforzava.

Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, potrebbe aprire la strada a una rivoluzione non solo nella mobilità elettrica, ma nella nostra vita in generale. Pensate infatti cosa potrebbe significare ricaricare un telefono, un computer portatile o un qualsiasi altro apparecchio elettronico alla velocità della luce senza “cuocerlo”.

Una batteria agli ioni di litio con celle cilindriche 

Dendriti addio

Oltretutto che le batterie agli ioni di zinco sono da tempo al vaglio degli scienziati di tutto il mondo. Lo zinco, infatti, è più economico del litio, si trova in maggiori quantità ed è anche più sicuro. Il problema di questo tipo di accumulatori è sempre stato la formazione di dendriti in prossimità dell’anodo. Queste escrescenze metalliche che si formano durante i cicli di carica e scarica rovinano la batteria abbassandone le prestazioni fino a indurre cortocircuiti e guasti permanenti.

Nelle tradizionali batterie agli ioni di litio, all’aumentare della velocità di ricarica aumentano le sollecitazioni e la formazione di dendriti. Così non succede nelle batterie agli ioni di zinco, in cui l’anodo si preserva meglio proprio quando riceve energia ad alta potenza.

Celle cilindriche e celle prismatiche di BMW

Ora si lavora sul catodo

"Abbiamo scoperto che l'uso di una carica più rapida in realtà sopprimeva la formazione di dendriti invece di accelerarla - ha spiegato Chen -. Questa cosa va contro il pensiero convenzionale secondo cui la ricarica rapida riduce la durata della batteria e amplia la comprensione della ricarica rapida, il che potrebbe riscrivere il nostro modo di concepire la progettazione delle batterie e i loro possibili utilizzi".

Ora gli scienziati della Georgia Tech stanno lavorando per rendere queste batterie ancor più stabili e sicure. Lo stanno facendo testando varie leghe di zinco che aiutino a preservare non solo l’anodo, ma anche il catodo, che al momento è diventato “l’anello debole all’interno della cella”.

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