Le batterie Li-Ion, come quelle nel vostro computer portatile e smartphone, possono deteriorarsi, e dunque soffrire di problemi di surriscaldamento e / o esplodere.
Un team di ricercatori ha utilizzato la microscopia crioelettronica (crio-EM) – una tecnica che ha vinto nel 2017 il Premio Nobel per la chimica – per catturare immagini ad alta risoluzione relative al funzionamento interno delle batterie Li-Ion. I ricercatori sono riusciti ad acquisire, per la prima volta, immagini – a livello atomico -dei dendriti. I ricercatori hanno altresì scoperto che ti dendriti possono attraversare le varie barriere della batteria, causando cortocircuiti, quindi incendi ed esplosioni.
In metallurgia, una dendrite è una struttura ad albero caratteristica di cristalli formatisi nella solidificazione di metalli e leghe metalliche.
Queste immagini aiuteranno gli scienziati a capire le motivazioni per le quali batterie ad alta energia tendono a surriscaldarsi, e ciò porterà sicuramente alla realizzazione di dispositivi più sicuri per tutti noi.
Questa tecnica permetterà ai ricercatori di “congelare” le batterie Li-Ion in qualsiasi punto nel loro ciclo di carica-scarica, rimuovere vari componenti, e vedere ciò che effettivamente accade durante il loro funzionamento.
“Grazie alla microscopia elettronica, è ora possibile osservare un materiale che è fragile e chimicamente instabile, potendone preservare il suo stato incontaminato – come si presenta in una batteria reale – e osservarlo ad alta risoluzione. Il processo si può applicare a tutti i materiali di una batteria. Il litio che abbiamo studiato è solo un esempio, per quanto molto interessante e impegnativo.”