Le batterie si ricaricano lentamente? Colpa della ceramica che le compone

01 Febbraio 2023

È stato risolto uno dei principali problemi che ostacolano lo sviluppo delle batterie del futuro, a ricarica super-rapida e di lunga durata, cruciali anche per una larga diffusione dei veicoli elettrici.
I responsabili dei misteriosi cortocircuiti, dei quali finora non si capiva la causa, sono i microscopici difetti contenuti nel materiale di cui sono composte, che le ricariche rapide ingigantiscono.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Energy, si deve ad un gruppo di ricercatori guidati dall’Università americana di Stanford, e permetterà ora di aggirare l’ostacolo.
Le batterie agli ioni di litio più avanzate utilizzano materiali solidi e non infiammabili come la ceramica, che permette il passaggio veloce delle cariche mantenendo, allo stesso tempo, ben separati i poli positivo e negativo.
Il problema è che, come gli oggetti di ceramica che abbiamo in casa, questi materiali possono sviluppare minuscole crepe.
I ricercatori guidati da Geoff McConohy, Xin Xu e Teng Cui hanno infatti dimostrato, grazie a più di 60 esperimenti, che la ceramica contenuta nelle batterie è spesso piena di crepe e ammaccature microscopiche finora passate inosservate, molte larghe meno di 20 nanometri (per fare un confronto, un foglio di carta è spesso circa 100mila nanometri).
Il meccanismo è lo stesso alla base delle buche che compaiono sulle strade: sotto l’azione costante di pioggia e neve, le auto spingono l’acqua nelle minuscole imperfezioni preesistenti nell’asfalto, producendo crepe sempre più ampie.
“In questa analogia, il litio contenuto nelle batterie si comporta come l’acqua”, spiega Xu: è sufficiente un po’ di pressione affinché il litio si infili nelle micro-fratture, provocando infine un cortocircuito.
Grazie a questa scoperta, i ricercatori sono ora al lavoro per rinforzare i materiali in fase di produzione, in modo da prevenire la formazione di crepe o permetterne la riparazione in seguito.

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