Le pause fanno durare le batterie più a lungo

Le batterie al litio non ricaricabili sono viste come un faro di speranza. Potrebbero garantire ai veicoli a trazione elettrica un'autonomia fino a 1100 chilometri. Tuttavia, presentano un notevole svantaggio: a differenza delle batterie agli ioni di litio attualmente in uso, le batterie al litio perdono rapidamente la loro capacità di accumulo, motivo per cui vengono utilizzate, tra l'altro, come pile a bottone monouso negli orologi. Tuttavia, i ricercatori guidati dallo scienziato dei materiali Wenbo Zhang dell'Università di Stanford hanno trovato un modo per ricaricare le batterie al litio più volte: Basta concedere loro una piccola pausa. I ricercatori descrivono i loro risultati in uno studio pubblicato il 7 febbraio 2024 su Nature. "Stavamo cercando il modo più semplice, economico e veloce per migliorare la durata delle batterie al litio", ha dichiarato Zhang in un comunicato stampa.

Nelle batterie al litio, non solo il catodo contiene ioni di litio, ma anche l'anodo, che nelle batterie agli ioni di litio è costituito da carbonio. Ciò significa che le batterie al litio sono più leggere e possono immagazzinare circa il doppio dell'energia rispetto alle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, le batterie al litio si consumano dopo pochi cicli di ricarica: La loro capacità di immagazzinare energia diminuisce rapidamente. Il motivo è che le aree con litio metallico sono racchiuse dai prodotti di decomposizione dell'elettrolita. In questo modo le particelle vengono isolate dall'ambiente circostante e non possono più assorbire energia. "Per questo motivo, consideriamo il litio isolato come morto", spiega Zhang.

In precedenti esperimenti, tuttavia, il gruppo di ricerca aveva notato che i prodotti di decadimento dell'elettrolita si degradano nelle batterie completamente scariche. Hanno quindi deciso di indagare su cosa succede esattamente in questi casi. "Abbiamo scoperto che alcuni dei prodotti di decadimento che circondano il litio morto si dissolvono quando la batteria rimane in uno stato di scarica per appena un'ora", ha dichiarato il chimico Philaphon Sayavong, anch'egli coinvolto nello studio di "Nature", in un comunicato stampa. "Così, quando si ricarica la batteria, il litio morto si ricollega all'anodo."

Questo rappresenta un importante passo avanti.

Questo segna un importante passo avanti nella ricerca sulle batterie. Finora gli esperti avevano dato per scontato che il litio isolato non potesse più essere recuperato. Inoltre, il riposo di una batteria scarica era considerato dannoso - e ora si scopre che è proprio questo che potrebbe permettere di utilizzarla come batteria ricaricabile. Gli autori dello studio sottolineano che le loro scoperte potrebbero essere facilmente messe in pratica. Le auto elettriche sono tipicamente composte da migliaia di singole celle della batteria, quindi l'intero modulo dovrebbe essere programmato in modo che una cella completamente scarica riceva nuovamente energia solo dopo un'ora.

Tuttavia, c'è ancora molta strada da fare prima che la tecnologia venga effettivamente utilizzata, scrive la ricercatrice Laura C. Merrill in un articolo pubblicato su "Nature". Sebbene il nuovo studio contribuisca alla comprensione delle batterie al litio, ci sono ancora molte lacune nelle nostre conoscenze. Ad esempio, è troppo presto per dire se il protocollo proposto da Zhang e dal suo team sia trasferibile alle applicazioni consumer, dove il numero di cicli di carica e il tempo di riposo variano.

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