Le batterie al litio metallico sono considerate una delle più promettenti per i veicoli elettrici. La capacità teorica massima delle batterie al litio metallico è più del doppio di quella delle batterie agli ioni di litio. Le batterie del futuro saranno in grado di immagazzinare fino a 500 Wh/kg, che raddoppieranno il chilometraggio delle auto elettriche con una singola carica della batteria. Il problema del rapido degrado delle batterie con litio puro nell'anodo è rimasto, ma gli americani lo hanno affrontato.
I ricercatori del Pacific National Laboratory (PNNL) del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti hanno scoperto che è possibile prolungare la durata delle batterie al litio metallico senza un significativo degrado dell'anodo. In precedenza, è stato proposto di applicare uno strato di litio più spesso all'anodo per questo. Ma i processi chimici nel corso di molti cicli di carica e scarica hanno comunque distrutto il litio e, di conseguenza, l'anodo, il che ha portato a una rapida diminuzione della capacità.
Il segreto dietro il nuovo sviluppo di PNNL sta nell'uso di sottili strisce di litio all'anodo invece di uno spesso strato solido. Come si è scoperto, le strisce con uno spessore di 20 micron creano tali condizioni per reazioni chimiche all'anodo, in cui la degradazione del materiale è significativamente ridotta (articolo in Nature Energy).
Costruito su questo principio, l'anodo di una batteria al litio-metallo ha resistito a 600 cicli di ricarica e ha mantenuto il 76% della sua capacità. Impressionante anche la densità energetica della batteria prototipo: 350 Wh/kg, decisamente superiore a quella delle migliori batterie agli ioni di litio commerciali odierne (250-300 Wh/kg). Tuttavia, questa batteria non entrerà ancora in produzione. Gli scienziati stanno cercando di portare prima la densità di accumulo di energia fino a 500 Wh / kg, il che giustificherà il passaggio a nuovi dispositivi di accumulo di energia.
Va detto che questo non è l'unico studio che promette di avvicinare la resa delle batterie al litio metallico. Le persone della Stanford University sono andate molto lontano lungo il percorso verso la commercializzazione di questo tipo di batteria. Gli inventori hanno creato la startup QuantumScape e raccolto fondi da Bill Gates e Volkswagen. L'impianto di batterie al litio metallico QuantumScape dovrebbe iniziare la produzione alla fine del prossimo anno. Non ci vorrà molto.
2021-07-01 12:50:54
Autore: Vitalii Babkin