I ricercatori della Pennsylvania State University tagliano un nuovo traguardo per l’accumulo energetico grazie alla creazione di una struttura in nichel autoriscadante
(Rinnovabili.it) – Nuovi progressi nei tempi di ricarica per la tecnologia al litio. Un team di scienziati della Pennsylvania State University ha creato una batteria che si carica a una temperatura elevata per aumentare la velocità di reazione e che, al tempo stesso, mantiene la cella a temperatura ambientale durante la scarica: un’innovazione che permetterebbe alle auto elettriche di fare un pieno per oltre 300 km in appena 10 minuti.
L’avanzare dell’elettromobilità ha reso la progettazione di batterie auto a ricarica super rapida una necessità. Tuttavia, per essere veloci questi dispositivi dovrebbe riuscire ad gestire potenze elevate (400 kW), un’impresa che i veicoli attuali non possono compiere perché si rischierebbe quello che in gergo è chiamata “placcatura del litio”. In altre parole a velocità elevate gli ioni litio “non fanno in tempo” a penetrare la grafite dell’anodo ma si depositano sulla sua superficie creando una sorta d guscio metallico. Il fenomeno riduce la quantità di litio disponibile per trasportare le cariche fra gli elettrodi e facendo perdere alla batteria un po’ di capacità ad ogni ricarica.
Il team della PennState ha scoperto di poter aggirare il problema della placcatura caricando la batteria a una temperatura elevata di 60 gradi Celsius per alcuni minuti e quindi scaricandola a temperature più basse. Per ottenere ciò il gruppo ha aggiunto al tradizionale design una struttura in nichel autoriscaldante che si preriscalda in meno di trenta secondi. “Oltre alla ricarica rapida, questo design ci consente di limitare il tempo di esposizione della batteria all’elevata temperatura di carica, generando così una durata molto più lunga”, afferma Chao-Yang Wang, ingegnere meccanico presso l’università americana. “La chiave è realizzare un riscaldamento rapido; in caso contrario, la batteria rimarrà a temperature elevate per troppo tempo, andando incontro a un grave degrado”.
Wang e il team hanno scoperto che le batterie preriscaldate a 60 gradi Celsius potevano sostenere il processo di ricarica estremamente veloce per 1.700 cicli. Ma i 10 minuti sono solo l’inizio. “Stiamo lavorando per caricare una batteria per veicoli elettrici ad alta intensità energetica in cinque minuti senza danneggiarla”, spiegano i ricercatori. “Ciò richiederà elettroliti altamente stabili e materiali attivi oltre alla struttura autoriscaldante che abbiamo inventato”.
