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La batteria al litio metallico dall’80% di capacità residua anche dopo 6.000 cicli di carica

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La batteria al litio metallico che riesce ad assicurare l’80% di capacità residua anche dopo 6.000 cicli di carica. Si tratta dell’ultima innovazione ottenuta in laboratorio da un gruppo di ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, negli Stati Uniti.

Prestazioni record

Dal lavoro minuzioso dei ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, negli Stati Uniti, arriva una batteria al litio metallico e allo stato solido dalle prestazioni record: si ricarica in pochi minuti e mantiene l’80% di capacità residua anche dopo 6.000 cicli.

Si tratta di risultati importanti che mettono gli esperti dinnanzi a ulteriori sfide: portare la tecnologia sul mercato e permettere a tanti Paesi di testarne le potenzialità.

Altra caratteristica della pila riguarda le dimensioni, grandi quanto quelle di un francobollo. Ma quali sono i veri vantaggi associati all’utilizzo di tali dispositivi? L’innovazione americana è già in concessione alla Adden Energy, società spin-off di Harvard.

Anodi di litio metallico

Il sistema adoperato dai ricercatori americani è costituto da un anodo di litio metallico che garantisce alle batterie capacità 10 volte superiori rispetto a quelle delle pile con anodi di grafite.

Questo genere di apparecchi infatti vanta un’elevata densità di carica e dunque anche una maggiore durata, nonostante i grandi problemi ancora da risolvere.

Il più preoccupante, per esempio, riguarda i dendriti che spesso si formano durante i cicli di carica e scarica, impattando sull’efficienza energetica in modo notevole. Come superare tali difficoltà?

Una batteria multistrato

Quando parliamo di dendriti facciamo riferimento a quelle piccole strutture filamentose che, sviluppandosi nell’elettrolita, possono perforare la barriera che separa l’anodo e il catodo, causando così un cortocircuito o addirittura un incendio.

Il team statunitense però, ha trovato un modo per evitare tutto questo, sperimentando una batteria multistrato costituita da materiali diversi e con stabilità variabile.

Così facendo, la stessa progettazione della pila ha fermato la penetrazione dei dendriti, senza arrestarli del tutto ma controllandoli e contenendoli. Poi, il risultato è stato ulteriormente ottimizzato dall’uso di micro particelle di silicio, che hanno impedito la formazione di ulteriori cristalli.

In sintesi, è proprio l’uso del litio metallico che crea una superficie omogenea sulla quale la densità di corrente viene distribuita in modo uniforme, impedendo così possibili anomalie.

Cosa emerge

Cosa emerge dunque alla fine dal lavoro condotto dai ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences?  Ne viene fuori un quadro promettente sull’utilizzo delle batterie al litio metallico, molto più potenti e di lunga autonomia rispetto a quelle tradizionali, ancora bloccate da costi troppo alti.

Su queste tecnologie inoltre, costituite da un elettrolita solido, stanno lavorando anche tante altre realtà come QuantumScape.

Per l’azienda, il principale vantaggio che offrono è il prolungamento del ciclo di vita che permette di ottenere un’autonomia fino all’80%, oltre che la possibilità di ricaricarsi in poco più di 15 minuti.  Quali i prossimi sviluppi sul campo?

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