Alcuni ricercatori dell'Accademia Cinese delle Scienze hanno dichiarato di aver sviluppato una batteria allo stato solido al litio metallico che ha raggiunto una densità energetica di 451,5 Wh/kg.

Ma se questo valore di per sé è già interessante, ce n’è un altro che fa davvero pensare che si sia davanti a qualcosa di rivoluzionario. Secondo quanto affermato, infatti, questa batteria è stabile e sicura anche in condizioni di ricarica a 20C. Significa che può passare da 0 a 100% in 3 minuti.

Il segreto sta nell’elettrolita polimerico

La batteria è stata sviluppata da scienziati dell'Istituto di Ricerca sui Metalli dell'Accademia Cinese delle Scienze. La ricerca si è concentrata sulla definizione di elettroliti polimerici a base di polivinilidenfluoruro (PVDF), un materiale ampiamente studiato per le batterie a stato solido grazie alla sua stabilità all'ossidazione e alla sua conduttività ionica.

I ricercatori hanno affermato che i plastificanti convenzionali utilizzati negli elettroliti in PVDF spesso presentano una scarsa stabilità elettrochimica, che porta a una continua decomposizione all'interfaccia dell'elettrodo e limita la compatibilità con gli anodi di litio metallico e i catodi ad alta tensione.

Ricaricando a 20C si fa un pieno in 3 minuti

Foto di: Volvo

700 cicli ricaricando a 3 minuti

Per ovviare a questo problema, il team ha sviluppato una strategia di "plastificazione con solvente compatibilizzante". Il processo prevede l'introduzione di un solvente compatibilizzante volatile che migliora temporaneamente la compatibilità tra il polimero e i plastificanti stabili durante la preparazione dell'elettrolita. Man mano che il solvente evapora durante la formazione del film, il plastificante rimane intrappolato all'interno della rete polimerica.

Questo approccio ha permesso la formazione di uno strato interfacciale stabile ricco di fluoruro di litio, riducendo al contempo le reazioni collaterali a entrambi gli elettrodi. Secondo lo studio, questa batteria allo stato solido ha mantenuto una stabilità ciclica per 700 cicli con una ritenzione di capacità dell'81,9% se abbinata a un catodo ad alto contenuto di nichel da 4,7 V a una velocità di 20C, equivalente a circa tre minuti per i cicli di carica e scarica.

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