Maggiore capacità e durata per le batterie agli ioni di litio

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Un nuovo anodo in silicio macroporoso migliora notevolmente le prestazioni della batteria agli ioni di litio, arrivando a toccare i 600 cicli di carica completi prima di manifestare il decadimento che si nota sulle attuali batterie

Nuovi progressi nel campo delle batterie agli ioni di Litio (Li-Ion). Questa volta si tratta dei risultati di ricerche condotte alla Rice University sui materiali per la realizzazione di uno dei due elettrodi presenti in ogni batteria: l’anodo. Notevoli i risultati in termini di capacità e durata: una batteria al litio basata su questa tecnologia può assicurare una capacità di 1000 mAh per grammo e questo per 600 cicli di carica completi prima che un decadimento si manifesti.

Si è scoperto che realizzando l’anodo con una aggregazione di particelle di composti di silicio e carbonio si ottiene un elettrodo poroso, con aumento di superficie di reazione ( specie in rapporto al volume: ben 46 metri quadrati di superficie di reazione per grammo di materiale!) e con particolari proprietà di trasporto degli ioni Litio all’interno della struttura microscopica e molecolare dell’elettrodo.

Il carbonio (precisamente un polimero, il poliacrilonitrile, in funzione di legante ma sottoposto a pirolisi per spezzare le lunghe catene molecolari ed ottenere segmenti più corti) gioca un ruolo di stabilizzazione della struttura cristallina dell’elettrodo e migliora la conduttività elettrica.

Particolarmente importante è il fatto di aver messo a punto un processo produttivo a basso costo e con scarti limitati che consente di regolare al valore voluto, entro un certo intervallo, la dimensione della micro porosità. 

Grazie a questo processo il costo si attesta su 2,4 centesimi di dollaro per Ampere-ora di capacità, non troppo lontano dal costo dei comuni anodi in grafite di carbonio (1,3 centesimi per Ampere-ora).

Il team di ricerca passerà ora a realizzare una batteria completa con il nuovo anodo; l’attenzione si rivolgerà poi al catodo, in cui si intende sperimentare con i composti del cobalto. Staremo a vedere.

Fonte: Eurekalert

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