Da una nuova ricerca internazionale arriva la batteria ricaricabile autoestinguente in grado di aumentare gli standard di sicurezza
(Rinnovabili.it) – Batterie a litio sicure al 100%? In aiuto viene una nuova ricetta chimica creata da un gruppo di scienziati internazionali. Mischiando un noto fluido refrigerante e un solvente commerciale, il team sino-statunitense ha trovato il giusto compromesso tra sicurezza e prestazioni.
Batterie a litio, quando possono prendere fuoco?
La tecnologia a ioni di litio domina ancora incontrastata il settore dell’accumulo, su qualsiasi scala. Dalle piccole unità inserite negli smartphone ai pacchi batteria dei veicoli elettrici. E sebbene la maggior parte sia costruita seguendo rigorosi standard, nel mercato continuano a circolare anche prodotti più economici e non conformi che possono mettere in pericolo i consumatori. In casi più rari, possono presentare difetti di fabbrica o non essere trattate adeguatamente dagli stessi utenti – sovraccaricandole, surriscaldandole o danneggiandole – costituendo un rischio per la sicurezza.
Questa tecnologia possiede, infatti, una formulazione elettrolitica dominata da molecole organiche altamente infiammabili, capace di peggiorare la cosiddetta “fuga termica“. Di cosa si tratta? Della reazione a catena che si verifica quando un rapido aumento della temperatura all’interno di una cella accelera reazioni chimiche indesiderate all’interno che al loro volta porta al rilascio di calore. Con il rischio diretto di prendere fuoco o esplodere.
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Batterie al Litio più sicure da -75 a 80°C
Ben inteso, si tratta di casi particolari e per lo più evitabili, ma un gruppo di ricercatori dell’Università di Hunan (Cina) e della Clemson University (USA) ha trovato un modo per alzare ulteriormente la guardia senza rinunciare alle prestazioni. “La sicurezza è essenziale per la sostenibilità delle batterie, soprattutto considerando che le molecole organiche infiammabili dominano ancora la formulazione dell’elettrolita. Per la chimica di un singolo elettrolita, il miglioramento della sua sicurezza avviene spesso a scapito dei costi e delle prestazioni”, si legge nell’articolo pubblicato su Nature Sustainability.
Il team ha spezzato definitivamente questo compromesso sviluppando un elettrolita autoestinguente, capace di trasferire facilmente il calore dal pacco batteria e di funzionare in un ampio intervallo di temperature. E nel contempo di essere compatibile con qualsiasi chimica. Per raggiungere lo scopo, il lavoro ha impiegato refrigeranti commerciali ed economici, oggi usati negli estintori.
Nel dettaglio i ricercatori hanno mischiato il Novec 7300 ad un solvente polare e altre sostanze per aumentare la durata del composto. Il risultato? Il nuovo elettrolita presenta un’eccellente stabilità chimica e termica in grado di rendere le batterie al litio più sicure (ma non solo). Non è infiammabile e funziona in un ampio intervallo di temperature di esercizio: da -75 a 80 °C. In una cella a ioni di litio la ritenzione di capacità arriva fino al 96,7% dopo oltre 200 cicli di carica e scarica. In una al potassio metallico al 93% dopo 2.400 cicli.
