Allungare la vita delle batterie al litio proteggendo il catodo

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Arriva notizia dall’Argonne National Laboratory, uno dei laboratori di ricerca nazionali più grandi degli USA, di una realizzazione che potrebbe allungare la vita delle comuni batterie agli ioni di litio.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Energy.
Creare delle batterie migliori può passare per affrontare diverse criticità, dal riuscire a mantenere i catodi conduttivi a far si che i componenti della batteria rimangano sani attraverso vari cicli di ricarica, gli scienziati dell’Argonne hanno realizzato qualcosa di efficace in diverse di queste questioni, per dirla con le parole di Guiliang Xu, primo autore della ricerca, è stato come colpire cinque o sei uccelli con una sola pietra.
Ma cosa hanno realizzato? Un nuovo rivestimento per il catodo, gli scienziati hanno rivestito particelle del materiale NMC (nichel-manganese-cobalto), utilizzato per realizzare catodi, con un polimero a base di zolfo chiamato PEDOT.
Questo materiale fornisce una protezione ulteriore al catodo dagli elettroliti della batteria durante i cicli di carica e scarica, le protezioni tradizionali proteggono solo la superficie del catodo lasciando la parte interna vulnerabile alle fratture, invece il PEDOT penetra fino alle particelle più interne fornendo un nuovo livello di protezione.



Il PEDOT previene l’interazione chimica dei componenti della batteria con gli elettroliti ma senza ostacolare il necessario flusso di ioni di litio ed elettroni alla base del funzionamento della batteria.
Guiliang Xu con un po’ di enfasi dice che essenzialmente il PEDOT è amico di tutte le reazioni necessarie al funzionamento della batteria e nemico di tutte quelle reazioni chimiche che tendono a danneggiarla, per dirne un’altra il rivestimento previene una reazione che trasforma il minerale di cui è fatto il catodo in un’altra forma detta spinello che disattiva il catodo.
E ancora: durante la ricarica nelle batterie viene rilasciato ossigeno che è una delle maggiori cause di degrado per catodi NMC, il rivestimento ha mostrato di ostacolare anche il rilascio di ossigeno.
Gli scienziati dall’Argonne Laboratory ancora non sanno se una volta applicato a batterie reali, di quelle immesse sul mercato, il maggior vantaggio dato dal rivestimento sarà poter realizzare batterie che lavorano a un voltaggio più alto (quindi più efficienti) o allungare la vita delle batterie, sospettano entrambi.

Roberto Todini

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