Nuovo processo per migliorare la stabilità delle batterie allo stato solido
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La ricerca in ambito batterie allo stato solido procede su più fronti. Gli scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory negli Stati Uniti, hanno affermato di aver sviluppato un metodo scalabile e a basso costo per migliorare l’unione dei materiali nelle batterie a stato solido. Il processo prevede un impulso elettrochimico per superare il problema noto come impedenza di contatto, un termine che descrive la difficoltà di ottenere che i materiali nelle batterie a stato solido si uniscano correttamente e rimangano stabili durante ripetuti cicli di carica e scarica.
Gli approcci attuali in questo ambito si sono concentrati principalmente sull’applicazione di pressioni elevate; tuttavia, ciò può portare a cortocircuiti e dovrebbe essere riapplicato periodicamente per prolungare la durata della batteria, il che implica una costosa applicazione aftermarket.
È qui che entra in gioco la ricerca ORNL. I ricercatori hanno sostituito la pressione con un impulso elettrochimico. Elimina i vuoti che si formano quando si uniscono strati di materiale anodico metallico di litio con un materiale elettrolitico solido (in questo caso, l’elettrolita ceramico tipo granato LALZO). I ricercatori hanno scoperto che l’applicazione di impulsi brevi e ad alta tensione ha portato a un maggiore contatto all’interfaccia dei materiali senza provocare effetti dannosi.
Inoltre, il team pensa che l’approccio potrebbe essere ridimensionato per consentire la rimozione e il ripristino della batteria a stato solido, riportandola quasi alla capacità originale dopo un uso prolungato.
“Questo metodo consentirà un’architettura completamente a stato solido senza applicare una forza estrinseca che può danneggiare la cella e non è pratico da implementare durante l’utilizzo della batteria”, ha affermato Ilias Belharouak, co-responsabile del progetto e capo della sezione di elettrificazione all’ORNL. “Nel processo che abbiamo sviluppato, la batteria può essere prodotta normalmente e quindi può essere applicato un impulso per ringiovanire e aggiornare l’interfaccia se la batteria si affatica”.
L’idea per il metodo è nata da un lavoro precedente in cui i ricercatori della batteria ORNL hanno utilizzato impulsi elettrochimici per curare i dendriti dannosi che possono formarsi negli elettroliti solidi.