Tre strati per moltiplicare la sicurezza: è questo il principio alla base di una nuova tecnologia che promette di rendere le batterie al litio più sicure che mai. Un team di ricerca ha sviluppato un elettrolita a triplo strato che non solo previene incendi ed esplosioni, ma migliora anche le prestazioni e la durata delle batterie. Come funziona? Vediamo un po’ insieme.
La sfida della sicurezza
Le batterie al litio convenzionali, lo sapete, presentano limitazioni strutturali che ne compromettono le prestazioni e la sicurezza. Il problema principale è il contatto non ottimale con gli elettrodi e la formazione di dendriti, strutture simili ad alberi che crescono durante i cicli di carica e scarica. Queste formazioni possono interrompere le connessioni della batteria, causando potenzialmente incendi ed esplosioni.
È un problema da non poco. Perché, se è vero che le auto elettriche prendono fuoco più raramente di quelle a combustibile fossile (lo avreste detto?) è altrettanto vero che il fuoco divampato intorno a una batteria elettrica è difficilissimo da spegnere.
L’innovazione del triplo strato
Per affrontare le criticità “focose” delle batterie elettriche, il team di ricerca ha sviluppato, come detto, questa struttura innovativa a triplo strato per l’elettrolita. Ogni strato svolge una funzione specifica, migliorando significativamente la sicurezza e l’efficienza della batteria.
L’elettrolita, per essere precisi, incorpora tre componenti chiave: il decabromodifeniletano (DBDPE) per prevenire gli incendi, la zeolite per aumentare la resistenza dell’elettrolita e un’alta concentrazione di sale di litio LiTFSI per facilitare il rapido movimento degli ioni.
Una struttura intelligente
La batteria a triplo strato presenta un robusto strato intermedio che ne aumenta la resistenza meccanica, mentre la sua superficie esterna morbida garantisce un eccellente contatto con gli elettrodi. Questa configurazione permette un movimento più rapido degli ioni di litio, migliorando i tassi di trasferimento energetico e prevenendo efficacemente la formazione di dendriti.
La batteria sviluppata dal team di ricerca ha mantenuto circa l’87,9% delle sue prestazioni dopo 1.000 cicli di carica e scarica, dimostrando un notevole miglioramento della durabilità
rispetto alle batterie tradizionali, che tipicamente mantengono il 70-80% delle loro prestazioni.
Proprietà antincendio
La caratteristica più innovativa di questa batteria a triplo strato è proprio la sua capacità di autoestinguersi in caso di incendio, riducendo significativamente i rischi di sicurezza. Questa proprietà la rende particolarmente adatta per una vasta gamma di applicazioni, dai dispositivi portatili come smartphone e indossabili fino ai veicoli elettrici e ai sistemi di accumulo energetico su larga scala.
Il dottor Kim, uno dei ricercatori coinvolti nel progetto, ha commentato positivamente i risultati:
Questa ricerca dovrebbe dare un contributo significativo alla commercializzazione delle batterie al litio che utilizzano elettroliti polimerici solidi, fornendo al contempo maggiore stabilità ed efficienza ai dispositivi di accumulo energetico.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Small, e ve la linko qui.
Un passo verso la rivoluzione energetica
La batteria a triplo strato è un significativo passo avanti nella tecnologia delle batterie. La combinazione di maggiore sicurezza, prestazioni migliorate e durabilità superiore potrebbe accelerare l’adozione di veicoli elettrici e sistemi di accumulo energetico, contribuendo alla transizione verso un futuro energetico più sostenibile.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia a triplo strato sono vastissime e potrebbero trasformare numerosi settori. Dai dispositivi elettronici di consumo ai veicoli elettrici, fino ai sistemi di accumulo energetico su scala industriale, questa innovazione promette di rendere più sicura ed efficiente l’intera catena del valore energetico.
Scommettiamo, però, che neanche lei saprà “raffreddare” le polemiche tra i sostenitori dell’elettrico e quelli del fossile?
