Ecco la soluzione per aumentare autonomia e ridurre tempi di ricarica
Autonomia e tempi di ricarica. Questi sono i temi (e le problematiche) che deve affrontare il settore automotive alla voce veicoli elettrici. Una risposta alle richieste dei consumatori è utilizzare batterie allo stato solido invece di quelle agli ioni di litio. Le aziende lo sanno, ed è per questo che molte di loro sono attualmente coinvolte nella ricerca destinata a far evolvere tale tecnologia.
Tuttavia, le prime batterie a stato solido non saranno perfette. Una cosa che dovranno superare è la durabilità. Poiché sono fatte di materiali solidi, sono soggette ad alterazioni meccaniche: l’elettrodo della batteria, ad esempio, si espande e si restringe ogni volta che gli ioni di litio lo attraversano, provocando cambiamenti di volume e chimica.
La soluzione… forse!
Risolvere questo problema potrebbe rendere le batterie a stato solido sempre più allettanti per l’uso nei veicoli elettrici. Un team della Yokohama National University in Giappone sostiene di aver trovato la soluzione. Guidato dal professor Naoaki Yabuuchi, il team afferma di aver scoperto un nuovo tipo di materiale per elettrodi positivi che potrebbe fare miracoli per la stabilità.
Il materiale è chimicamente noto come Li8/7Ti2/7V4/7O2. Si tratta di una combinazione di titanato di litio e biossido di litio vanadio, macinato a sfere a dimensioni nanometriche. Quando è stato testato in questa configurazione, il materiale ha dimostrato di poter consentire il passaggio di un gran numero di ioni senza modificare significativamente il volume.
Secondo i ricercatori, questo è possibile perché in un elettrodo così realizzato la rimozione degli ioni di litio lascia un volume libero che viene immediatamente riempito dagli ioni di vanadio. “Quando il restringimento e l’espansione sono ben bilanciati, la stabilità dimensionale viene mantenuta mentre la batteria viene caricata o scaricata”, ha affermato Yabuuchi in una dichiarazione citata dall’Università del New South Wales.
La ricerca su questo materiale è ancora agli inizi, ma i primi risultati sono già stati pubblicati su Nature. I test hanno dimostrato che una cella realizzata con questo materiale può avere una capacità di 300 mA.h/g e non ha mostrato alcun degrado oltre i 400 cicli di carica-scarica.
Il team spera che in un futuro non così lontano possa essere sviluppato un “materiale veramente dimensionalmente invariabile” per le batterie a stato solido. Questo potrebbe renderle non solo più affidabili in termini di velocità di ricarica e aspettativa di vita, ma anche molto più economiche da produrre e possedere.