Questa batteria litio-metallo potrebbe rappresentare una svolta per le auto elettriche

Un nuovo tipo di batteria litio-metallo messa a punto dai ricercatori dell’Helmholtz Institute Ulm (HIU) del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha raggiunto l’elevatissima densità energetica di 560 wattora per chilogrammo grazie a quella che è stata definita una “promettente combinazione di catodo ed elettrolita”. Un catodo ricco di nichel consente di stoccare un’elevata energia per massa, mentre un elettrolita liquido ionico assicura una capacità stabile per molti cicli. Lo studio è stato pubblicato su Joule.

Come noto, oggigiorno le batterie agli ioni di litio sono la soluzione più diffusa per fornire energia a dispositivi di elettronica di consumo e, ovviamente, anche alle rampanti auto elettriche. Ed è proprio a questo settore, ossia alla mobilità verde, che guarda questo studio. Nel caso delle auto elettriche si aspira ad avere veicoli leggeri, compatti e capaci di lunghe percorrenze, ma la tecnologia alla base delle soluzioni odierne rischia di prestare il fianco molto presto, per cui si stanno cercando alternative migliori: le batterie litio-metallo sono tra queste.

Caratterizzate da un’ampia densità energetica, ossia possono immagazzinare molta energia per massa o volume, hanno però un problema di stabilità perché l’elettrodo reagisce con gli elettroliti tradizionali. I ricercatori dell’Helmholtz Institute Ulm (HIU) hanno trovato una soluzione.

Il catodo, chiamato NCM88, è povero di cobalto, ricco di nickel e raggiunge una densità energetica elevata. Il problema è che quando viene abbinato a un elettrolita organico commerciale e ampiamente diffuso come LP30 dimostra una stabilità che lascia alquanto a desiderare.

“Nell’elettrolita LP30, le particelle si rompono sul catodo. All’interno di queste crepe, l’elettrolita reagisce e danneggia la struttura. Inoltre, sull’anodo si forma uno spesso strato muschioso contenente litio”, ha spiegato Stefano Passerini, direttore dello HIU e a capo dell’Electrochemistry for Batteries Group.

I ricercatori hanno così virato verso un elettrolita liquido ionico (ILE) non volatile, scarsamente infiammabile e a doppio anione. “Con l’aiuto di ILE, le modifiche strutturali sul catodo ricco di nichel possono essere ridotte in modo significativo”, ha spiegato il dott. Guk-Tae Kim dell’Electrochemistry for Batteries Group di HIU.

Questa combinazione ha permesso ai ricercatori di raggiungere una densità energetica di 560 wattora per chilogrammo (Wh/kg) sulla base del peso totale dei materiali attivi. La capacità di stoccaggio iniziale del catodo è di 214 milliampereora per grammo (mAh g-1). I test sul campo hanno inoltre dimostrato che la batteria è in grado di mantenere una capacità dell’88% dopo 1000 cicli con un rapporto tra capacità di scarica e carica (efficienza Columbica media) del 99,94%.

Fonte: http://feeds.hwupgrade.it/