Il panorama della ricerca nel campo delle batterie ha recentemente accolto un significativo avanzamento che potrebbe rivoluzionare l’industria elettrica. La scoperta riguarda le batterie al litio metallico, specificamente quelle in forma solida, che sembrano promettere una densità energetica superiore e un peso ridotto in confronto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. Questo risultato è stato ottenuto sostituendo la grafite, solitamente utilizzata come anodo nelle batterie, con il litio metallico.
I ricercatori del John A. Paulson SEAS di Harvard hanno sviluppato una nuova batteria al litio metallico che presenta caratteristiche sorprendenti. Questa innovazione ha dimostrato di resistere a oltre 6.000 cicli di ricarica, un dato notevole che rappresenta un passo avanti significativo rispetto alle attuali tecnologie. La vera rivoluzione, però, risiede nella possibilità di ricaricare la batteria in pochi minuti, un vantaggio che potrebbe avere un impatto enorme sull’efficienza e la praticità delle auto elettriche.
La nuova batteria al litio
La ricerca condotta da Xin Li, professore associato di scienza dei materiali presso SEAS, ha aperto nuove prospettive sulla reazione di interfaccia tra il litio e i materiali all’anodo in queste batterie avanzate. Le batterie all’anodo in metallo di litio vengono considerate il Santo Graal delle batterie, poiché offrono una capacità dieci volte superiore rispetto agli anodi di grafite convenzionali, promettendo di aumentare drasticamente l’autonomia dei veicoli elettrici.
Il team di ricerca ha affrontato una delle principali sfide legate all’uso del litio metallico, ovvero la formazione di dendriti durante il processo di ricarica. Per superare questo problema, hanno utilizzato particelle di silicio di dimensioni micron nell’anodo. In questo modo sono riusciti a limitare la reazione di litiazione e facilitando la deposizione uniforme di uno spesso strato di metallo di litio. Xin Li ha descritto questa dinamica come simile al modo in cui il cioccolato duro avvolge un nucleo di nocciola in un tartufo di cioccolato.
Le particelle di silicio rivestite hanno creato una superficie omogenea che ha distribuito uniformemente la densità di corrente, impedendo così la crescita di dendriti. Inoltre, i ricercatori hanno costruito una versione a cella a busta della batteria, notevolmente più grande delle celle a bottone comuni nei laboratori universitari. Nonostante le dimensioni, la batteria ha mantenuto l’80% della sua capacità dopo 6.000 cicli, superando le prestazioni di molte batterie attualmente disponibili sul mercato.
L’integrazione di questa innovazione nel mercato potrebbe aprire nuove prospettive per lo sviluppo di batterie più efficienti e veloci, con un impatto significativo sull’industria automobilistica e su altre applicazioni industriali e commerciali.