Alla Chung-Ang University, studiata una batteria agli ioni di litio molto più veloce e sicura

I ricercatori della Chung-Ang University della Corea del Sud hanno annunciato un notevole progresso nella velocità e nella sicurezza della ricarica della batteria agli ioni di litio in uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Energy Storage Materials.

Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) sono indispensabili per i dispositivi moderni come i veicoli elettrici, che svolgono un ruolo sempre più cruciale nella vita delle persone. 

Tuttavia, per elettrificare completamente i veicoli con batterie agli ioni di litio, l’ostacolo principale è ottenere una ricarica rapida senza compromettere la densità energetica. 

La comodità e l’accettazione dei veicoli elettrici da parte dei consumatori sono influenzate anche da fattori quali l’autonomia e i tempi di ricarica. 

Inoltre, l’utilizzo della placcatura al litio per la ricarica ultraveloce solleva problemi di sicurezza a causa dell’elevata polarizzazione delle celle, che richiedono un’attenzione particolare.

I punti salienti dello studio includono il fatto che le batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici spesso presentano problemi di sicurezza legati alla polarizzazione, soprattutto durante la ricarica veloce, un aspetto cruciale per promuovere l'adozione della mobilità elettrica.

In risposta a ciò, i ricercatori dell'Università di Chung-Ang hanno condotto uno studio intitolato:

"Boosting interfaccia cinetica in batterie agli ioni di litio ricaricabili estremamente veloci con elettrolita concentrato a base di carbonato lineare".

L'obiettivo era consentire ricariche rapide senza compromettere la densità energetica e garantire la sicurezza, prevenendo il rigonfiamento delle cellule grazie alla placcatura al litio.

I punti salienti dello studio elettrochimico della batteria

Lo studio ha esaminato l'impatto della desolvatazione del litio e della chimica dell'interfaccia elettrolita solido (SEI) sulle polarizzazioni, utilizzando elettroliti concentrati di LiPF6 (LPCE) a base di carbonato lineare (LC).

https://elettronauti.it/svolta-epocale-per-le-batterie-quantumscape-supera-i-test-di-powerco-per-le-celle-a-stato-solido/

Tra le varie opzioni di LC, il dimetil carbonato (DMC) è risultato termodinamicamente preferito per facilitare la cinetica di desolvatazione, abbassando la barriera di trasferimento di carica sull'anodo di grafite.

Per migliorare ulteriormente la passivazione della grafite e la diffusione del Li+ attraverso il SEI, il fluoroetilene carbonato (FEC) è stato impiegato per formare un SEI sottile e fluorurato, rafforzando così la stabilità del ciclo di vita della grafite.

Le celle complete NMC622 (con una densità di 3,0 mAh cm-2 e un rapporto N/P = 1,1) hanno mostrato una ritenzione della capacità del 94,3% su 500 cicli in condizioni di ricarica di 10 minuti.

I risultati hanno dimostrato che queste modifiche elettrolitiche possono aumentare significativamente le capacità di ricarica rapida delle batterie agli ioni di litio senza comprometterne la stabilità.

Un test su una cella a sacchetto da 1,2 Ah ha rivelato che la batteria può mantenere una capacità tre volte maggiore dopo 200 cicli, prevenendo efficacemente il rigonfiamento delle cellule dovuto alla placcatura al litio.

Il ricercatore capo Janghyuk Moon ha sottolineato che questa innovazione delle batterie agli ioni di litio potrebbe portare a veicoli elettrici più pratici, accelerando la velocità di ricarica e aumentando l'autonomia della batteria.

Questi progressi tecnologici miglioreranno il mondo della mobilità elettrica. Come valutate le tempistiche con cui un giorno (forse) arriveranno sul mercato?

Fonte