Nuovo design di batteria promette di raddoppiare l'autonomia delle auto elettriche
Scienziati sudcoreani presentano una batteria 'anode-free' che potrebbe rivoluzionare l'autonomia dei veicoli elettrici.
Un team di scienziati sudcoreani ha annunciato un significativo passo avanti nella tecnologia delle batterie per veicoli elettrici (EV), svelando una batteria al litio metallico "anode-free" che raddoppia la densità energetica senza aumentare le dimensioni. Questa innovazione, frutto di una collaborazione tra POSTECH, KAIST e l'Università Nazionale di Gyeongsang, potrebbe finalmente garantire agli EV l'autonomia di guida e l'affidabilità in condizioni climatiche fredde tanto ricercate.
La batteria, sviluppata sotto la guida del Professor Soojin Park e del Dr. Dong-Yeob Han, raggiunge una densità energetica di 1.270 Wh/L, rispetto ai 650 Wh/L delle batterie al litio-ioniche attualmente in uso. Il segreto risiede nel design "anode-free" che elimina l'anodo di grafite, permettendo ai ioni di litio di depositarsi direttamente su un collettore di rame, liberando spazio interno per maggiore potenza.
Questo concetto, da tempo considerato il "sacro graal" della scienza delle batterie, presenta difficoltà come la formazione di dendriti che causano cortocircuiti. Per superare questi ostacoli, il team ha sviluppato un "Reversible Host" con nanoparticelle d'argento e un elettrolita progettato per creare una superficie protettiva.
I test hanno dimostrato che la batteria mantiene l'82% della sua capacità dopo 100 cicli, avvicinando la tecnologia alla produzione commerciale e riducendo l'ansia da autonomia per i futuri acquirenti di EV.
Cosa significa 'batteria al litio metallico anode-free'?
Una batteria al litio metallico 'anode-free' è un tipo di batteria che elimina l'anodo tradizionale, permettendo agli ioni di litio di depositarsi direttamente su un collettore di corrente in rame durante la carica. Questo design aumenta la densità energetica e riduce le dimensioni della batteria.
Quali sono i vantaggi della batteria sviluppata dal team sudcoreano rispetto alle batterie al litio-ioniche tradizionali?
La batteria sviluppata dal team sudcoreano raggiunge una densità energetica di 1.270 Wh/L, quasi il doppio rispetto ai 650 Wh/L delle batterie al litio-ioniche tradizionali. Questo aumento consente una maggiore autonomia dei veicoli elettrici senza aumentare le dimensioni della batteria.
Come ha affrontato il team di ricerca il problema della formazione di dendriti nelle batterie anode-free?
Il team ha sviluppato un 'Reversible Host' con nanoparticelle d'argento e un elettrolita progettato per creare una superficie protettiva, prevenendo la formazione di dendriti che possono causare cortocircuiti.
Quali sono le sfide principali nella commercializzazione delle batterie al litio metallico anode-free?
Le sfide principali includono la prevenzione della formazione di dendriti, che possono causare cortocircuiti, e la garanzia di una lunga durata della batteria attraverso cicli di carica e scarica.
Esistono alternative alle batterie al litio per veicoli elettrici?
Sì, le batterie agli ioni di sodio sono una delle alternative in fase di sviluppo. Offrono vantaggi come l'abbondanza di materie prime e costi inferiori, ma attualmente presentano sfide in termini di densità energetica e durata.
Quali sono i recenti progressi nelle batterie allo stato solido per veicoli elettrici?
Recentemente, sono stati sviluppati prototipi di batterie allo stato solido con densità energetiche superiori a 600 Wh/kg, utilizzando catodi al litio-zolfo. Questi progressi potrebbero portare a batterie più sicure e con maggiore autonomia per i veicoli elettrici.
