Batteria allo stato solido

La batteria allo stato solido realizzata interamente in ceramica ha appena superato una serie di test che, se confermati su larga scala, potrebbero cambiare le regole del gioco per tutti quei dispositivi costretti a lavorare in condizioni estreme. Il punto forte? Regge fino a 150°C senza prendere fuoco, una soglia che per una normale batteria da smartphone sarebbe già una condanna. A mettere a punto questa tecnologia è stato un gruppo di ricerca guidato dalla Tsinghua University, in Cina, con l'obiettivo dichiarato di risolvere uno dei limiti più fastidiosi delle attuali batterie agli ioni di litio, cioè la scarsa sicurezza quando le temperature salgono troppo. L'idea, in fondo, parte da un problema noto. Le batterie agli ioni di litio tradizionali usano elettroliti liquidi che, se surriscaldati o danneggiati, possono trasformarsi in un rischio concreto di incendio o esplosione. Un bel problema per settori dove l'affidabilità non è negoziabile, pensiamo ai sensori industriali, alle apparecchiature aerospaziali o alle tecnologie pensate per la difesa. Insomma, tutti quei contesti dove uno sbalzo di temperatura può fare la differenza tra un sistema che funziona e uno che cede. Come è fatta e perché funziona Per aggirare l'ostacolo, i ricercatori hanno costruito una batteria composta solo da materiali ceramici, organizzati in una struttura a più livelli ottenuta sovrapponendo diversi strati. La domanda viene spontanea, come fanno questi strati a restare insieme? La risposta sta nel processo produttivo. Durante la sinterizzazione congiunta dei materiali si forma spontaneamente un sottilissimo strato chimico tra un livello e l'altro, che funziona un po' come un collante naturale. Il risultato è che spariscono i vuoti interni, gli ioni di litio si muovono più facilmente e ci guadagnano sia la stabilità che le prestazioni. I numeri parlano chiaro. Nei test la batteria ha lavorato senza intoppi in un intervallo compreso tra 0 e 150°C, restando pienamente operativa persino dopo uno shock termico di 300°C per una ventina di secondi. Per dare un'idea, una batteria da smartphone esposta a 150°C inizierebbe a gonfiarsi o addirittura a incendiarsi nel giro di pochi minuti. Qui invece la tenuta è stata totale. Durata e vantaggi produttivi C'è poi la questione della longevità. Le prove di laboratorio a temperatura ambiente hanno mostrato una durata più che dignitosa. Dopo 100 cicli di ricarica il prototipo ha conservato il 76,2% della capacità iniziale, scendendo da 105 a 80 microampereora, ma mantenendo comunque un'erogazione di energia stabile. Non parliamo ancora di valori da batteria per uso quotidiano, certo, ma il dato dice molto sulla solidità del concetto. Un altro punto a favore riguarda la produzione. A differenza di altre soluzioni allo stato solido, questa batteria non ha bisogno di pressione esterna per mantenere la propria struttura e può essere fabbricata direttamente in aria ambiente, senza ricorrere a impianti sotto vuoto, che notoriamente fanno lievitare i costi. Un dettaglio tutt'altro che secondario quando si pensa a una possibile applicazione su scala più ampia.

Batteria allo stato solido

Batteria allo stato solido in ceramica: resiste fino a 150°C senza incendi