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Batterie al litio metallico stampate in 3D, per una densità di energia ultraelevata

batterie al litio metallico stampate
via Pixabay

Nuove prestazioni record per le batterie al litio metallico ricaricabili

(Rinnovabili.it) – La nuova frontiere dall’accumulo efficiente? Batterie al litio metallico stampate in 3D. Le ha realizzate un gruppo di ricercatori cinesi superando uno dei problemi chiave di questa tecnologia: la breve durata delle celle.

Conosciute e commercializzate per anni come pile primarie, le batterie al litio metallico hanno mostrato risultati interessanti per la ricaricabilità solo nei tempi più recenti. La bassa efficienza coulombiana, la tendenza a formare dendriti durante la carica e i cambi di volume a livello dell’anodo, hanno rappresentato problemi di non immediata risoluzione. D’altro canto l’elevata capacità specifica del litio metallico (3.860 mAh/g) ha continuato a fare gola al settore dello storage, rappresentando il materiale anodico ideale per le tecnologie di accumulo ad alta densità di energia.

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Batterie al litio metallico stampate

Il lavoro condotto dal Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell’Accademia cinese delle scienze, si inserisce esattamente a questo livello. I ricercatori, guidati dal Prof. Wu Zhongshuai, hanno trovato un modo per impedire la formazione dei dendriti – strutture aghiformi in grado di danneggiare seriamente la batteria – e fornire internamente nuovo “spazio di manovra”.

Come spiegato sulla rivista scientifica Energy Storage Materials, il team ha scelto un approccio basato sulla stampa 3 D per gli elettrodi. Il catodo delle nuove batterie al litio metallico è composto da struttura altamente porosa e conduttiva, ottenuta con un “inchiostro” di litio ferro fosfato. L’anodo è costituito invece da litio metallo “immerso” in reticoli di MXene, anch’essi porosi e realizzati tramite tecnica additiva. Questa speciale architettura non impedisce solo la generazione di dendriti e il cambiamento di volume ma dà una mano anche alle prestazioni generali.

Messe alla prova le batterie al litio metallico stampate hanno mostrato una capacità areale senza precedenti di 25,3 mAh/cm2. A cui si aggiunge un valore di densità di energia da record, pari a 81,6 mWh/cm2. Prestazioni, spiegano i ricercatori superiori a quelle di qualsiasi batteria stampate in 3D.

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