I ricercatori hanno scoperto che il manganese può causare difetti nelle batterie che potrebbero accorciare la durata delle auto elettriche.
EV Engineering News
Pubblicato il 23 agosto 2026 da Nicole Willing & archiviato in Newswire, The Tech.
Anche se le batterie a catodo ad alto tenore di nichel prive di cobalto, come quelle con nucleo in nichel rivestito di manganese, si sono rivelate un metodo potenziale per aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici riducendo la dipendenza da minerali preziosi, delle ricerche indicano che l’esposizione dei materiali precursori all’aria può causare lievi cambiamenti chimici che in seguito accelerano il degrado della batteria.
Uno studio condotto presso l’Università di Hanyang in Corea del Sud ha scoperto che esporre i materiali precursori delle batterie all’aria modifica la chimica del manganese, creando difetti superficiali reattivi che accelerano la rottura dell’elettrolita e potrebbero ridurre notevolmente la durata di vita di queste batterie di nuova generazione.
Secondo il team di ricerca guidato dal professor Jin Ho Bang insieme alla dottoranda JinHa Shim, un ajustamento del contenuto di litio durante la sintesi può ridurre questi difetti e ripristinare la stabilità, aiutando i produttori a sviluppare batterie ad alta energia e a lunga durata per i futuri veicoli elettrici.
I risultati dello studio sono stati pubblicati nel Volume 19, Numero 12 della rivista Energy and Environmental Science.
Il team ha osservato che il manganese può diventare inaspettatamente una fonte di instabilità in determinate condizioni di produzione. La conservazione dei materiali precursori in aree esposte all’aria provoca l’ossidazione del manganese sulla superficie delle particelle, il che a sua volta porta alla formazione di regioni difettose arricchite da specie di manganese “distorte secondo il fenomeno Jahn-Teller”. Queste superfici distorte diventano estremamente reattive, causando la decomposizione dell’elettrolita, la dissoluzione dei metalli di transizione e reazioni dannose con l’anodo in grafite. Questo difetto nascosto può quasi raddoppiare il tasso di diminuzione della capacità nei sistemi batterici ricchi di nichel durante i test di ciclazione prolungata.
“Abbiamo scoperto che una corazza ricca di manganese, solitamente utilizzata per proteggere i catodi ad alto tenore di nichel, può invece diventare un catalizzatore della degradazione se la chimica dei precursori non viene controllata con attenzione”, ha spiegato il professor Bang. “Anche piccole variazioni nella storia di conservazione dei precursori possono influenzare notevolmente la stabilità della batteria.”
Per superare questo problema, i ricercatori suggeriscono che aumentare la quantità di litio in eccesso durante la sintesi possa ridurre la formazione di fasi superficiali difettose e ripristinare legami stabili tra manganese e ossigeno. Questi catodi modificati potrebbero mantenere oltre il 90% della loro capacità, migliorando così la durata a lungo termine.
“I nostri risultati dimostrano che anche piccole variazioni nella storia dei precursori possono avere conseguenze significative sulle prestazioni delle batterie, rendendo la gestione dei precursori un aspetto fondamentale nella produzione su larga scala,” ha aggiunto il professor Bang. Invece di richiedere rivestimenti costosi o importanti modifiche alle linee di produzione, un controllo attento della manipolazione dei precursori e dello stocchiometrio del litio potrebbe offrire un percorso relativamente semplice per ottenere batterie più durature.
Secondo la ricerca, tali miglioramenti potrebbero in futuro portare a veicoli elettrici con una vita utile più lunga delle batterie e potrebbero anche contribuire alla durata dei sistemi di immagazzinamento energetico su larga scala, i quali richiederanno batterie stabili ad alta energia per le applicazioni legate alle energie rinnovabili.
Fonte: Hanyang University ERICA
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