Titanato di litio e giochi d’acqua per batterie super veloci

Author: stefania Rinnovabili

Bastano due minuti per ricaricare il titanato di litio

(Rinnovabili.it) – Un nuovo materiale anodico capace di migliorare la stabilità delle batterie al litio e la loro velocità di carica. Su questo obiettivo stanno lavorando da anni i ricercatori dell’Argonne National Laboratory, una delle braccia scientifiche del dipartimento americano dell’Energia. Uno degli ultimi progressi usciti dalle stanze dell’Argonne potrebbe effettivamente dare al settore dell’accumulo una poderosa spinta in avanti. Assieme ad un gruppo di scienziati internazionali provenienti dall’Università Tsinghua di Pechino e dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston, il chimico Jun Lu ha messo a punto un nuovo composto in grado di sostituire con efficienza la tradizionale grafite impiegata negli elettrodi delle batterie al litio.

Il lavoro si è concentrato su materiali quali il titanato di litio e il biossido di titanano, conosciuti per la loro capacità di aumentare notevolmente le prestazioni nei cicli di carica. Il problema principale legato all’utilizzo di questi elettrodi è che il processo di sintesi richiede acqua, creando intermedi di reazione che a loro volta contengono acqua (idrati di litio titanato). Dal momento che quest’ultima rischia di reagire con l’elettrolita e degradare le prestazioni delle batterie, chi utilizza il titanato di litio è costretto a riscaldare l’anodo a temperature molto elevate (superiore a 500° C) per eliminarla completamente.

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L’espediente, tuttavia, non è privo di effetti collaterali e il rischio maggiore è che tutta la struttura si aggreghi, perdendo il design su scala nanometrica. È a questo punto che arriva il lavoro svolto dal gruppo di scienziati. Il team ha scoperto che, riscaldando il materiale dell’anodo a una temperatura molto più bassa (inferiore a 260° C), si poteva rimuovere l’acqua vicino alla superficie ma mantenerla nella maggior parte del materiale, senza andare incontro alla formazione di grumi nella struttura.

Quando i ricercatori hanno testato il materiale in laboratorio, la stabilità ciclica è migliorata, sostenendo oltre 10.000 cicli. Inoltre il titanato di litio si carica molto rapidamente, in meno di due minuti. Come fa notare Jun Lu “La maggior parte delle volte, l’acqua è dannosa per le batterie agli ioni di litio non acquose, ma in questo caso può essere anche un vantaggio”.