Roma, 25/06/2024
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Una batteria al litio che funziona sottozero: la ricerca

11batteria al litio sottozero

L’efficienza dei pacchi batteria è spesso legato alle temperature, soprattutto nel caso delle batterie a ioni di litio di fronte a temperature molto basse. Dagli Stati Uniti una proposta di soluzione al problema

Una batteria per tutte le stagioni: è quella promessa dagli studiosi dell’Argonne National Laboratory e del Lawrence Berkeley National Laboratory. Grazie a un nuovo mix, infatti, non ci sarà più il rischio di congelamento che causerebbe alcuni dei malfunzionamenti di una batteria al litio sottozero.

Il problema dell’elettrolita liquido

La ragione del raffreddamento eccessivo della batteria è dovuta alla presenza dell’elettrolita liquido al suo interno. Si tratta del principale componente delle batterie, con il compito di spostare gli ioni tra i due elettrodi portando la batteria a caricarsi e scaricarsi. La sua costituzione da un composto contenente litio e solventi a base di carbonato, però, lo rende più suscettibile al congelamento a temperature sottozero.

Un limite tecnico al funzionamento e all’efficienza dei veicoli elettrici nelle regioni particolarmente fredde del mondo, e dunque la loro adozione in queste aree.

L’invenzione dei ricercatori

L’invenzione dei ricercatori dei due laboratori propone una soluzione che potrebbe essere adottata su larga scala. Attraverso un elettrolita che contiene fluoro, la batteria è in grado di offrire ottime prestazioni a qualsiasi temperatura e di funzionare sia per i veicoli elettrici che per l’immagazzinamento di energia.

“Il nostro gruppo di ricerca – ha spiegato Zhengcheng “John” Zhang, chimico e leader del gruppo della divisione di Argonnenon solo ha trovato un elettrolita anti-congelamento la cui performance di carica non cala sotto i 4 gradi Fahrenheit, ma ha scoperto anche, a livello atomico, cosa lo rende così efficace”. Forse non sarà necessariamente il fluoro la soluzione, ma ora c’è un punto di partenza per orientare future ricerche.

La performance della batteria al litio sottozero

Dopo aver studiato diversi solventi contenenti fluoro e trovato quello migliore per gestire temperature estreme, i test hanno dimostrato che il nuovo elettrolita può reggere i cicli di una batteria in stato normale.

Si parla infatti di 400 cicli di carico e scarico a -20°C. Con un altro bonus: questo elettrolita non prende fuoco, ed è perciò molto più sicuro rispetto a uno a base di carbonato.

Sarà da vedere, dunque, se alla fine sarà più conveniente modificare le batterie al litio con elettrolita liquido per renderle capaci di gestire temperature di questo genere: sappiamo infatti che la ricerca si muove su varie soluzioni, come le batterie allo stato solido (SSB) come quella di Quantumscape.

La questione batterie

Le batterie sono solo uno dei tanti temi che determineranno il futuro dei veicoli elettrici. Ma sono chiaramente uno dei più importanti, e non è soltanto il congelamento a esserne un limite.

Stiamo passando da un sistema di utilizzo intensivo di carburante a uno che impiegherà allo stesso modo i materiali. Il che significa che ci saranno delle sfide importanti nell’acquisizione di minerali (il caso della nazionalizzazione del litio in Cile lo dimostra) ma anche per altro. Le materie prime richieste per un EV sono sei volte quelle di un’auto a motore endotermico, il che ne aumenta il peso di 340 chili.

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