Addio batterie al litio? La ricerca prova una nuova strada

Il litio disolfuro dicloruro nasce per superare alcuni limiti delle batterie attuali, ma la tecnologia è ancora alle prime fasi

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Eleonora Lilli

Di: Eleonora Lilli

11 set alle 14:30

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Le batterie agli ioni di litio stanno raggiungendo i loro limiti in termini di quanta energia riescono a immagazzinare. Per superarli, la ricerca sta quindi studiando nuove tecnologie e materiali. Tra questi c'è il litio disolfuro dicloruro, un composto che potrebbe permettere di ottenere batterie capaci di lavorare a una tensione più alta e di immagazzinare più energia rispetto alle soluzioni attuali.

Questa tecnologia nasce dall'evoluzione delle batterie litio-zolfo, considerate molto promettenti proprio perché possono raggiungere una densità energetica superiore a quella delle batterie agli ioni di litio. Finora, però, il loro utilizzo è stato limitato dalla rapidità con cui si degradano e dalla loro efficienza non ancora sufficiente. Il litio disolfuro dicloruro punta a risolvere alcuni di questi problemi, ma per il momento è stato testato solo in piccole celle di laboratorio.

Litio disolfuro dicloruro: cosa introduce questa chimica

Le batterie litio zolfo offrono in teoria una densità energetica molto più alta delle litio ione attuali, ma soffrono di autoscarica, migrazione dei polisolfuri e instabilità dell'anodo di litio. Il litio disolfuro dicloruro prova ad affrontare questi nodi aggiungendo atomi di cloro alla reazione elettrochimica di base.

Test di laboratorio sulle nuove celle al litio-zolfo per superare i limiti della densità energetica.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

L'aggiunta di cloro alla coppia zolfo litio cambia il percorso di conversione dei polisolfuri, i composti intermedi che si formano durante la scarica e che normalmente migrano nell'elettrolita degradando la cella. Una reazione più stabile in questo punto significa, in teoria, meno perdita di capacità nel tempo.

La ricerca associa a questa famiglia di chimiche una tensione operativa più alta rispetto al litio zolfo classico, insieme a una densità energetica teorica superiore. Sono però risultati dimostrati solo su celle sperimentali, non ancora su pacchi grandi come quelli di un'auto elettrica.

Litio zolfo, litio ione e la corsa alle batterie di serie

Il confronto reale, oggi, non è tra litio disolfuro dicloruro e ciò che è già in strada. Il paragone va fatto con altre soluzioni che hanno già superato almeno in parte la barriera del laboratorio. Le batterie con catodi al litio pensate per durare di più stanno già passando ai primi impianti pilota.

Il fronte più concreto per l'auto elettrica resta quello delle batterie allo stato solido a base di elettroliti solfuri, oggi in fase di validazione con campioni automotive reali. CATL, il principale produttore di batterie per auto elettriche, lavora a una piccola produzione allo stato solido con densità fino a circa 500 Wh/kg, valori vicini al doppio delle migliori celle litio ione attuali, con avvio previsto nel 2027. Le ipotesi su una possibile produzione di massa intorno al 2030 arrivano soprattutto da analisti e scenari di settore, non da un impegno formale dell'azienda.

Parallelamente, la disponibilità industriale di solfuro di litio, materiale chiave per questi elettroliti, è passata da quantità di laboratorio a spedizioni su scala tonnellata, segnale di una filiera che si sta preparando prima ancora che le celle siano pronte. È lo stesso terreno su cui si muovono anche le ricerche sullo stress meccanico delle batterie a litio metallico e i lavori sugli anodi al silicio, entrambi più vicini all'applicazione pratica del dicloruro di disolfuro.

Prima che una chimica come questa arrivi su un'auto di serie dovrà dimostrare stabilità su centinaia di cicli di ricarica, sicurezza in caso di danneggiamento e un costo di produzione compatibile con volumi industriali, gli stessi criteri che oggi separano i prototipi allo stato solido dalle linee pilota reali.