C’è una novità nel mondo dell’elettrico. Un gruppo di ricercatori è riuscito a trovare un algoritmo di ricarica che è in grado di aumentare la durata del ciclo di vita delle batterie più usate al mondo, quelle al litio
Uno studio dell’Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) e dell’Università Humboldt di Berlino pubblicato su Advanced Energy Materials potrebbe cambiare il modo in cui le nostre batterie si comportano. Secondo gli studiosi europei, infatti, è possibile avere una modalità di carica alternativa che fa durare le batterie agli ioni di litio ben più a lungo di quanto non facciano ora.
La situazione attuale
“Le batterie agli ioni di litio – si legge nel rapporto – sono potenti e vengono utilizzate ovunque, dai veicoli elettrici ai dispositivi elettronici. Tuttavia, la loro capacità diminuisce gradualmente nel corso di centinaia di cicli di ricarica”. In effetti, quelle migliori sul mercato hanno una durata di circa otto anni.
Secondo il gruppo guidato dal professore Philipp Adelhelm, le batterie vengono solitamente caricate con un flusso di corrente costante, che però non è il miglior metodo possibile, anzi. Si tratta di un protocollo che ha un effetto dannoso sul prodotto, o quantomeno è più deteriorante rispetto ad altri.
La soluzione: un algoritmo di ricarica a corrente pulsata
I test, dunque, hanno previsto un’analisi comparativa di due batterie identiche ma ricaricate una con corrente costante, l’altra con quella pulsata. Secondo le analisi, le prime hanno subito dei mutamenti nell’elettrolita solido, la cui interfaccia si è presentata più spessa, cosa che ne ha compromesso la capacità. Inoltre, erano presenti più crepe nella struttura degli elettrodi di NMC532 e grafite.
Al contrario, la carica con corrente pulsata ha visto una ben più sottile interfaccia e minori cambiamenti strutturali nei materiali dell’elettrodo. In poche parole, una capacità più salvaguardata grazie alla minore quantità di deterioramenti.
“La carica a corrente pulsata – ha spiegato il ricercatore Yaolin Xu – favorisce la distribuzione omogenea degli ioni di litio nella grafite, riducendo così le sollecitazioni meccaniche e le fessurazioni delle particelle di grafite. Questo migliora la stabilità strutturale dell’anodo di grafite”.
Una vita raddoppiata
Insomma, questo studio ha dimostrato che gli impulsi ad alta frequenza con corrente a onda quadra hanno prodotto risultati migliori in termini di durata delle batterie. A tal punto che i test dimostrerebbero che la carica tramite corrente pulsata può raddoppiare la durata di vita delle batterie commerciali agli ioni di litio, conservandone la capacità dell’80%.
“La carica pulsata – ha concluso Julia Kowal, coautrice dello studio – potrebbe portare molti vantaggi in termini di stabilità dei materiali elettrodici e delle interfacce e prolungare in modo significativo la durata delle batterie”. E innovare ulteriormente il mondo delle batterie per veicoli elettrici.
