Le batterie agli ioni di litio potrebbero durare più a lungo con modifiche chimiche

Potrebbe essere possibile prolungare la durata delle batterie agli ioni di litio utilizzando prodotti chimici standard a basso costo.

Le batterie agli ioni di litio hanno un anodo negativo e un catodo positivo e un separatore poroso tra i due. È immerso in un elettrolita che consente agli ioni di litio di spostarsi tra gli elettrodi durante la carica e la scarica.

All’elettrodo negativo, l’elettrolito si scompone per formare un sottile rivestimento protettivo che stabilizza la batteria e ne prolunga la durata.

Chunsheng Wang L’Università del Maryland afferma che la creazione di uno strato protettivo uniforme sul catodo è sempre stata considerata più difficile perché le condizioni elettriche sono diverse, creando un ambiente più reattivo e consentendo agli elettroliti convenzionali di rompersi prima che si possa formare un rivestimento stabile.

Wang e i suoi colleghi hanno superato questo ostacolo utilizzando una semplice reazione presa in prestito dalla chimica organica, che rende l’elettrolita più “disposto” ad accettare elettroni e trasforma la sua rottura in un processo controllato che forma un rivestimento protettivo stabile sul catodo.

“Guidando il modo in cui l’elettrolita si scompone a livello molecolare, siamo stati in grado di controllare con precisione lo strato protettivo che si forma sul catodo”, afferma xiyue zhangUn ricercatore associato post-dottorato nel gruppo di Wang.

Anche la chimica è flessibile. Lo strato catodo-elettrolita risultante può essere regolato per essere più protettivo, schermando fortemente il catodo, o meno protettivo, fornendo una protezione più debole ma consentendo reazioni elettrochimiche più rapide e fornendo energia aggiuntiva. Ciò significa che le batterie possono essere ottimizzate per fornire la massima potenza ed energia o longevità e stabilità.

“Se si potesse garantire la formazione dello strato (catodo-elettrolita), sarebbe un passo avanti verso un ciclo più lungo della batteria”, afferma. Michele Armand Al CIC energiGUNE, un centro di ricerca sullo stoccaggio dell’energia in Spagna. Dato che Wang e i suoi colleghi hanno utilizzato processi chimici consolidati per modificare il design delle batterie, tali batterie dovrebbero essere sicure e facili da produrre, afferma Armand.

Al momento non è chiaro quanto il nuovo approccio potrebbe aumentare la longevità delle batterie agli ioni di litio, ma questo dovrebbe diventare chiaro con lo sviluppo della tecnologia.

“Si tratta di una conversione relativamente semplice alle batterie esistenti”, afferma Wang. “Dopo test di sicurezza e a ciclo lungo, questo approccio può realisticamente raggiungere i consumatori”.