Dalle celle primarie a quelle secondarie: un nuovo design porta l’anodo al litio più vicino ai sistemi di accumulo ricaricabili
Migliorata la stabilità ciclica delle batterie a litio metallico
(Rinnovabili.it) – Anche le batterie a litio metallico potrebbero entrare a far parte del settore delle ricaricabili. Questa perlomeno è la promessa fatta da un gruppo di ricercatori in Corea del Sud, artefici degli ultimi progressi per questa tecnologia di storage chimico.
Le batterie al litio metallico sono essenzialmente pile primarie, ossia monouso. Da non confondere con le ricaricabili agli ioni di litio, questi dispositivi offrono un’elevata densità di carica, e dunque lunga durata, e possono produrre tensioni da 1,5 V – paragonabile a una zinco-carbonio o a una batteria alcalina – a circa 3,7 V.
Il loro punto forte è l’anodo in litio (da cui prendono il nome) che vanta una capacità circa 10 volte maggiore rispetto gli elettrodi in grafite. Peccato che questo elemento costituisca anche il loro tallone d’Achille: durante i cicli di carica e scarica tipici delle pile secondarie, il litio metallico tende a produrre dendriti, degradando le prestazioni della batteria. Questo accade perché le minuscole strutture dendritiche che si creano sullo strato superficiale dell’anodo perforano il separatore dell’unità provocando cortocircuiti. In altre parole, allo stato attuale non sono commercializzabili come batterie ricaricabili.
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Alla School of Energy and Chemical Engineering dell’ateneo coreano UNIST potrebbero però aver trovato una soluzione. Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Hyun-Wook Lee, ha soppresso la crescita dendritica dell’anodo rivestendo il metallo con uno strato di siliciuro di litio (LixSi). I risultati dello studio hanno mostrato eccellenti prestazioni elettrochimiche in termini di capacità e stabilità del ciclo. È stato inoltre effettuato uno studio microscopico in situ per monitorare la deposizione elettrochimica del metallo sugli elettrodi modificati con il LixSi e quelli tradizionali.
“Il nostro lavoro fornisce l’osservazione diretta sul comportamento elettrochimico, l’espansione del volume, così come la crescita dei dendriti sugli anodi”, afferma il professor Lee. “Applicare questo nella batteria reale contribuirà anche alla commercializzazione delle batterie al litio metallico ricaricabili”. I risultati della ricerca sono stati pubblica sulla rivista scientifica Advanced Materials.
