La nuova generazione di anodi in silicio per batterie al litio prende piede negli USA
(Rinnovabili.it) – Si chiama Titan Silicon™ e offre un aumento del 20% nella densità energetica rispetto alle celle con le attuali migliori prestazioni di settore. Con la promessa di alzare ancora la percentuale in un futuro a breve termine. Parliamo del nuovo materiale anodico al silicio per le batterie a ioni di litio, creato dalla californiana Sila. L’azienda lavora, infatti, dal 2011 per portare sul mercato un’alternativa ad alte prestazioni rispetto alla più diffusa grafite.
Nonostante ottimi anni di servizio all’interno delle ricaricabili, gli anodi in grafite hanno raggiunto il loro limite energetico, soprattutto quando si tratta di veicoli elettrici. Per competere con i mezzi a benzina e diesel, le e-car hanno bisogno di batterie leggere, economiche, in grado di ricaricasi velocemente e di garantire un lungo chilometraggio al mezzo. Per questo motivo, la ricerca di settore ha iniziato a testare le capacità del silicio a livello dell’anodo. Sulla carta questo semiconduttore riesce ad immagazzinare più ioni (e dunque più energia) per un dato peso e volume rispetto alla grafite. Il problema? Nel farlo va incontro ad aumento del volume di quasi quattro volte, che, tradotto in termini pratici, significa la rottura dell’anodo stesso.
Un anodo in silicio nanocomposito
Per superare il problema Sila ha lavorato su scala nanoscopica. Nel dettaglio la società ha creato una piccolissima gabbia in nanocomposito che trattiene il silicio ma, allo stesso tempo, fornisce spazio sufficiente per l’espansione e la contrazione del materiale durante carica e scarica. Ciò permette agli ioni di litio di entrare e uscire dall’anodo senza distruggere la batteria nel processo.
Oggi, spiega la società, Titan Silicon™ può offrire già dei vantaggi anche se il lavoro è ancora all’inizio. Il nuovo anodo in silicio nanocomposito può portare ad un aumento del 20% dell’autonomia del veicolo elettrico e migliorare notevolmente il tempo di ricarica della batteria. Il tempo per fare un pieno all’80% si aggira sui 20 minuti ma le versioni future lo abbasseranno ad appena 10 minuti. “E con Titan Silicon, le case automobilistiche possono beneficiare di una riduzione fino al 15% del peso della batteria e di un aumento dello spazio del 20%, consentendo una maggiore efficienza del veicolo e l’aggiunta di design e funzionalità innovativi”.
Tra i vantaggi di Titan Silicon, l’azienda ci tiene a sottolineare anche che si tratti di una soluzione drop-in, compatibile al 100% con qualsiasi forma di cella e qualsiasi gigafactory; e che rispetto alla grafite generi il 50-75% in meno di CO2 per kWh durante la produzione. Sila prevede di produrre materiale sufficiente per alimentare un milione di veicoli elettrici nei prossimi cinque anni.