Batterie litio metallo: un passo promettente

DUE PICCIONI CON UNA FAVA

La CATL annuncia di aver compiuto un importante passo avanti nella tecnologia delle batterie al litio metallico (LMB) grazie alla mappatura quantitativa. Il gigante cinese delle batterie assicura che questa svolta potrebbe consentire alle batterie LMB di avere sia un’alta densità energetica che un ciclo di vita particolarmente lungo. Il prototipo ottimizzato della nuova “pila” ha raggiunto una durata di 483 cicli e potrebbe essere integrato in progetti reali per raggiungere una densità energetica superiore a 500 Wh/kg (le più recenti batterie allo stato solido raggiungono una densità energetica di 375 Wh/kg). La densità energetica di una batteria è la quantità di energia che la batteria può immagazzinare per unità di peso. Si tratta si una parametro fondamentale per i trasporti: riuscire a immagazzinare più energia nello stesso spazio si traduce in maggiore autonomia, dimensioni più compatte e peso inferiore. Secondo l’azienda, è stato segnato “un passo significativo verso la fattibilità commerciale per applicazioni come i veicoli elettrici e l’aviazione elettrica”.  

SALE ELETTROLITICO

Le batterie LMB sono state ampiamente prese in considerazione grazie alla loro naturale densità energetica elevata e quindi ritenute particolarmente adatta per automobili pensate per i lunghi viaggi o anche per gli aerei elettrici. Il loro difetto è però rappresentato dal ciclo di vita piuttosto breve, che le rende poco adatte a un utilizzo commerciale. Per aggirare questo problema, la CATL annuncia di aver sviluppato e perfezionato una serie di tecniche analitiche per monitorare l’evoluzione del litio attivo e di ciascun componente elettrolitico durante l’intero ciclo di vita della batteria. In questo modo è stato possibile svelare i “percorsi di esaurimento critici” che determinano il decadimento delle celle. Il team di ricerca ha scoperto che il responsabile è il consumo continuo del sale elettrolitico LiFSI, che viene consumato al 71% quando la batteria si scarica. Per la CATL è quindi necessario concentrarsi sulla durata dell’elettrolita per ottenere prestazioni durature. 

VITA RADDOPPIATA

Grazie a queste osservazioni, il colosso cinese ha ottimizzato la formulazione dell’elettrolita, introducendo un diluente a basso peso molecolare, che ha aumentato la frazione di massa del sale LiFSI, migliorando allo stesso tempo la conduttività ionica e riducendo la viscosità senza aumentare la massa totale dell’elettrolita. La modifica ha di fatto raddoppiato il ciclo di vita del prototipo. Secondo la CATL “questa svolta avvia un cambio di paradigma nello sviluppo di batterie ad alta densità energetica e costruite per durare”.