Per allungare la vita di una batteria al litio, a quanto pare, potrebbe bastare stringerla nel modo giusto. Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Cambridge ha dimostrato che una cella tenuta sotto una pressione costante di 12,5 bar raddoppia il proprio ciclo di vita, e la cosa curiosa è che non serve toccare né i materiali né l’elettrolita. Lo studio è finito su Nature Energy, il che dà l’idea del peso della scoperta. In pratica si lavora sullo stress meccanico che le celle subiscono ogni volta che vengono caricate e scaricate.
Il punto di partenza è quasi banale, se ci si pensa. Durante ogni ciclo di carica e scarica gli ioni di litio si spostano da un elettrodo all’altro, e la cella si gonfia e si sgonfia. Quasi come se respirasse. Il problema è che tutto quel movimento continuo, quello stress ripetuto, accelera il degrado. Da qui l’idea dei ricercatori di intervenire con qualcosa di semplice ma efficace.
Come funziona il sistema con i soffietti pneumatici
Per tenere sotto controllo la compressione hanno costruito un dispositivo con dei soffietti pneumatici, in pratica dei cuscini d’aria che fanno da morsetto autoregolante. L’obiettivo è mantenere una pressione stabile su normali celle commerciali di tipo pouch, quelle a busta che si trovano un po’ ovunque. Niente di esotico, insomma, ma applicato con criterio.
C’è un dettaglio che non va sottovalutato. La pressione deve restare dentro una finestra ben precisa, altrimenti si rischia di peggiorare le cose. Se è troppo alta, sull’anodo si deposita litio metallico. Se invece è troppo bassa, il catodo finisce per creparsi. In mezzo c’è quel valore magico dei 12,5 bar che sembra fare la differenza.
I numeri dei test parlano abbastanza chiaro. Le celle tenute a 12,5 bar, un valore circa quattro volte superiore a quello iniziale tipico, hanno superato i 375 cicli prima di scendere all’80 per cento della capacità. Le celle poco compresse si sono fermate a 169 cicli, mentre quelle strette troppo si sono arrese addirittura prima, a 161. Una bella differenza, considerando che l’unica variabile in gioco è la pressione.
Meno riciclo e meno domanda di materiali critici
Secondo Michael De Volder, tra i coordinatori della ricerca, avere batterie più longeve avrebbe ricadute concrete anche fuori dal laboratorio. Batterie che durano di più significano meno ricorso al riciclo, che oggi resta un processo tutt’altro che efficiente. E vorrebbe dire anche una minore richiesta di nichel e cobalto, materiali che spesso vengono estratti in condizioni piuttosto discutibili.
Per adesso la tecnica è stata verificata solo in ambiente controllato e andrà adattata ai formati commerciali, quindi la strada verso le auto elettriche vere e proprie è ancora lunga. Però qualcosa si muove già sul fronte pratico. Cambridge Enterprise, il braccio dell’ateneo che si occupa di innovazione, ha depositato un brevetto sulla tecnologia.