Dall'Accademia cinese delle scienze nuove batterie ricaricabili Li-Metal interamente realizzate con la produzione additiva. Stabili per 500 cicli offrono densità di energia areale record di 81,6 mWh/cm2
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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