Batterie al litio metallico di lunga durata? La soluzione è “meno litio”

Un team di scienziati del Pacific Northwest National Laboratory ha creato una batteria ricaricabile che può contenere fino a 10 volte l’energia delle batterie a ioni di litio e che dura per 600 cicli

Batterie al litio metallico
Credits: Jie Xiao | Pacific Northwest National Laboratory

Scoperto l’elisir di lunga vita per le batterie al litio metallico

(Rinnovabili.it) – Nuovo traguardo le batterie al litio metallico, una delle più promettenti alternative alla tecnologia a ioni di litio. Gli scienziati del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), istituto di ricerca del Dipartimento statunitense dell’Energia, sono riusciti a portare la durata di questi dispositivi fino a 600 cicli. In altre parole, dopo aver caricato e scaricato per 600 volte il loro prototipo, la capacità risultava ancora sopra il 76% di quella iniziale. Un significativo passo avanti che potrebbe permettere a questi dispositivi d’accumulo di entrare di diritto nel mondo della mobilità elettrica.

D’altra parte le batterie al litio metallico possiedono già caratteristiche preziose ai fini dell’e-mobility. L’idea alla base di questa tecnologia è quella di sostituire la grafite utilizzata per l’anodo con puro metallo di litio, che può contenere fino a 10 volte l’energia contenuta nella grafite. Peccato che continui ad avere problemi di longevità: le versioni sviluppate sino ad oggi sono destinate a guastarsi velocemente con l’uso a causa di alcune complesse reazioni che si verificano attorno all’elettrodo.

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“Molte persone hanno pensato che uno strato di litio più spesso avrebbe consentito alla batteria di durare più a lungo”, afferma Jie Xiao, ricercatore del PNNL e autore dell’articolo su Nature Energy. “Ma non è sempre vero. C’è uno spessore ottimizzato per ogni batteria al litio-metallo a seconda dell’energia della sua cella e del design“.

Gli scienziati hanno usato strisce molto sottili di litio come base per il loro anodo, ciascuna con una larghezza di appena 20 micron; molto più sottili di un capello umano. L’elettrodo è stato quindi inserito in una batteria con cella a sacchetto (pouch), con una densità di energia di 350 Wh/kg. A titolo di confronto, le migliori batterie agli ioni di litio in uso oggi hanno una densità variabile da 250 a 300 Wh/kg.

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Durante i test, il team ha scoperto che la batteria a litio metallico ha mantenuto il 76% della sua capacità dopo di 600 cicli. Due anni fa il valore arrivava a malapena a 200 cicli. Il team attribuisce il successo del progetto al modo in cui le sottilissime strisce facilitano l’interfase solido-elettrolita che si forma sull’anodo. E avendo risolto un problema chiave per le batterie al litio metallico, gli autori sperano di continuare a migliorare la tecnologia attraverso un consorzio multi-istituto noto come Battery500, che sta lavorando per raggiungere una densità energetica di 500 Wh/kg.

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