Batterie al litio: durata più lunga con un approccio… completamente rinnovato?

batterie al litio

Molti ricercatori sono alla continua ricerca di batterie piccole e leggere che durino di più e che possano permettere alle auto elettriche ed ai dispositivi odierni di funzionare molto più a lungo senza ricaricare. Una risposta potrebbero darla alcuni scienziati del MIT e della Cina, grazie ad una versione riveduta e corretta del catodo, componente chiave delle batterie al litio.

La nuova versione è un catodo ibrido, il quale combina due diversi approcci: la produzione di energia per libbra (densità energetica gravimetrica) e quella per litro (energia volumetrica densità).

Se le attuali batterie agli ioni di litio utilizzano dei catodi composti da un ossido di metallo di transizione, quelle che invece hanno catodi di zolfo sono un’ottima alternativa per la riduzione del peso. Entrambe le opzioni sono al vaglio dei progettisti.

I catodi di tali batterie sono generalmente realizzati in una delle due modalità, noti come tipo di intercalazione o tipo di conversione. La prima tipologia, che utilizza composti come l’ossido di litio e il cobalto, fornisce un’alta densità volumetrica di energia. Questi catodi possono mantenere la loro struttura e le loro dimensioni mentre incorporano gli atomi di litio nella loro struttura cristallina.

La seconda tipologia utilizza lo zolfo che viene trasformato strutturalmente e temporaneamente dissolto nell’elettrolita. In teoria, queste batterie hanno una densità di energia gravimetrica molto buona, ma anche una densità volumetrica bassa, in parte perché tendono a richiedere molti materiali extra, tra cui una maggiore presenza di elettrolita e carbonio, entrambi utilizzati per fornire conduttività.

Nel loro nuovo sistema ibrido, i ricercatori sono riusciti a combinare i due approcci in un nuovo catodo che incorpora sia un tipo di solfuro di molibdeno chiamato fase Chevrel, sia zolfo puro, che insieme forniscono gli aspetti migliori di entrambi. Hanno usato particelle dei due materiali e li hanno compressi per formare il catodo solido.

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