Batterie Li-CFx, celle da laboratorio operative fino a -70 °C

Una batteria sperimentale litio-CFx ha continuato a erogare energia a temperature fino a -70 °C. Il risultato arriva da una ricerca condotta in Cina su celle basate sul carbonio monofluoruro, modificate per affrontare le difficoltà di funzionamento alle temperature estremamente basse.

Il sistema ha raggiunto una capacità di 428,4 mAh g⁻¹ a -50 °C, con una corrente di 2 A g⁻¹, e di 333,4 mAh g⁻¹ a -70 °C con una corrente più bassa. Nelle celle a sacchetto da 5 Ah, l’energia specifica misurata è stata rispettivamente di 470 Wh kg⁻¹ e 332 Wh kg⁻¹.

La doppia modifica della cella

Il lavoro dei ricercatori si concentra su due componenti. La prima è l’elettrodo positivo, realizzato con una struttura CFx mesoporosa attraversata da pori microscopici. Il materiale è stato ottenuto mediante deposizione chimica da vapore assistita al plasma e successivamente rivestito con uno strato conforme di carbonio per migliorarne la conduzione elettrica.

Il secondo intervento riguarda l’interfase, il sottile strato di contatto tra elettrodo ed elettrolita nel quale avviene lo scambio degli ioni. Durante il funzionamento della cella viene formato direttamente uno strato inorganico ricco di zolfo, mediato dall’elettrolita. Secondo lo studio, questa soluzione riduce la resistenza al passaggio degli ioni di litio alle basse temperature.

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Le possibili applicazioni negli ambienti più freddi

Le possibili applicazioni indicate riguardano soprattutto veicoli commerciali e mezzi professionali destinati a operare in climi rigidi. Tra gli ambiti citati figurano anche i carrelli elevatori utilizzati nelle celle frigorifere, dove le temperature operative possono arrivare a circa -30 °C con chimiche dedicate.

Il Li-CFx studiato è una chimica primaria pensata per funzionare senza un riscaldamento preliminare. Non si tratta però di una batteria pronta per il mercato: i risultati provengono da campioni di laboratorio da 5 Ah, ancora lontani dai pacchi multi-kWh impiegati sui veicoli di serie.

Costi, durata e ricaricabilità restano da verificare

La ricerca non fornisce ancora indicazioni sui costi di produzione, sulla durata nel tempo o sul comportamento delle celle dopo centinaia di cicli di carica e scarica alle temperature estreme considerate. Rimane inoltre da stabilire se la chimica Li-CFx possa evolvere in una versione ricaricabile e se sia possibile produrla su scala industriale.

Una domanda per voi

Quali verifiche su durata, ricaricabilità e costi considerate decisive per valutare un possibile impiego delle batterie Li-CFx?

Nota sulla redazione: questo articolo è stato realizzato con il supporto di EVA AI.