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Un nuovo elettrolita sviluppato da ricercatori coreani rende le batterie al litio-metal più stabili, rapide da caricare e molto più sicure
Un team di ricerca guidato dal Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) ha progettato un nuovo tipo di elettrolita organico simmetrico in grado di trasformare le prestazioni delle batterie al litio-metal (LMBs), ritenute l’evoluzione naturale delle attuali batterie agli ioni di litio. L’innovazione, descritta in uno studio pubblicato su Nature Energy, punta a risolvere i principali limiti che finora hanno frenato l’adozione delle LMBs: la scarsa sicurezza, la formazione di dendriti e la lentezza nella ricarica.
Le nuove formulazioni includono un cristallo plastico ionico chiamato Pyr₂(2)FSI, inserito in solventi convenzionali. Questo composto agisce migliorando la mobilità degli ioni di litio all’interno della batteria e riducendo la cosiddetta “barriera di desolvazione”, uno dei principali ostacoli alla velocità di ricarica. Inoltre, i ricercatori hanno osservato la formazione spontanea di un film protettivo stabile sull’anodo in litio, lo strato SEI, essenziale per prevenire reazioni chimiche indesiderate e l’accumulo di litio.
Test di laboratorio superati con successo
Il team ha testato le nuove miscele elettrolitiche su celle con catodo LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂, ottenendo 400 cicli di carica-scarica con ottima stabilità. Anche nelle celle “pouch” di grande formato, la densità di potenza raggiunta è stata di 639,5 W/kg, un valore estremamente competitivo.
Non solo: il dispositivo ha superato anche la prova di foratura con chiodo, senza incendi né esplosioni, confermando l’alta resistenza termica e la non infiammabilità del nuovo elettrolita. “Il nostro design elettrolitico permette cicli rapidi e sicuri, unendo potenza, durata e sicurezza”, scrivono gli autori.
Verso una nuova generazione di batterie
Il vantaggio chiave delle LMBs è la capacità di immagazzinare più energia rispetto alle batterie agli ioni di litio, rendendole ideali per applicazioni come veicoli elettrici e dispositivi ad alte prestazioni. Tuttavia, finora, instabilità e rischio di incendio ne hanno limitato la diffusione.
Questo nuovo approccio potrebbe aprire la strada a una produzione commerciale di batterie più potenti, longeve e sicure, ponendo fine al compromesso tra efficienza e affidabilità.
Prospettive per l’elettronica e la mobilità green
L’elettrolita sviluppato dai ricercatori coreani rappresenta un punto di svolta per la mobilità elettrica e l’elettronica portatile. L’assenza di materiali infiammabili, la maggiore velocità di ricarica e la resistenza al degrado chimico offrono un pacchetto di vantaggi concreto.
La sfida futura sarà la scalabilità industriale del processo e la sostenibilità economica, due aspetti fondamentali per una rivoluzione energetica accessibile su larga scala.
