Una nuova batteria allo stato solido: quella "a bassa pressione"

Nella corsa alle batterie allo stato solido, la Cina compie un interessante passo in avanti che, secondo i ricercatori che hanno ottenuto il risultato, farà da strumento per superare uno dei maggiori ostacoli legati alla produzione di questo tipo di accumulatori.

Gli scienziati dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, infatti, hanno trovato il modo di produrre batterie allo stato solido definite “a bassa pressione”. Capiamo di cosa si tratta.

Pressione significa aderenza

Nelle batterie agli ioni di litio tradizionali, l'elettrolita liquido, proprio per la sua capacità di adattarsi perfettamente allo spazio in cui si trova, garantisce il contatto ideale con le varie superfici degli elettrodi e del separatore.

Nelle batterie allo stato solido, invece, l'elettrolita, che è indeformabile, deve comunque essere in grado di aderire perfettamente agli elettrodi. Ma il contatto tra due materiali solidi è per forza di cose meno preciso di quello tra un solido e un liquido.

La struttura interna delle celle con elettrolita liquido e solido

Così, generalmente, nelle batterie allo stato solido si usano metodi produttivi in cui gli elementi interni alle celle sono affiancati tra loro con pressioni molto elevate, dell'ordine delle decine o anche delle centinaia di megapascal. Per farlo, si usano metodi costruttivi complessi e costosi e si lavora generalmente su piccoli volumi per garantire una buona affidabilità del prodotto finale. Torniamo quindi all'attualità.

Un elettrolita flessibile, in polvere

Il team di ricerca cinese, guidato dal professor Ma Cheng, ha pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications i risultati di uno studio che ha portato all'individuazione di un elettrolita solido inorganico che, rispetto a quelli usati finora, ha una rigidità meccanica inferiore del 10%: quanto basta per deformarsi se sottoposto a una pressione anche lieve.

L'elettrolita, utilizzato sotto forma di polvere, è composto da litio, zirconio, alluminio, cloro e ossigeno e può essere utilizzato in processi produttivi a secco. Dovrebbe costare anche il 5% in meno rispetto ad altri elettroliti solidi ed è stato montato all'interno di celle a sacchetto, dimostrando che, in combinazione con catodi ternari ad altissimo contenuto di nichel e con anodi al litio metallico, ha un'ottima conduttività ionica già a partire da pressioni di 5 megapascal.

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