Gli scienziati affermano che le batterie perdono litio nel collettore elettrico

Immagine: Ruhr-Universität Bochum | Tong Li

Ogni perdita di litio comporta una riduzione della capacità delle batterie al litio e accorcia la loro durata. Dopo che recenti ricerche hanno portato all’ipotesi che durante il processo di carica il litio venga perso nel collettore elettrico, ricercatori della Ruhr-Universität Bochum guidati da Tong Li, insieme a quelli dell’Istituto Helmholtz di Ulm e dell’Istituto di Tecnologia di Karlsruhe guidati da Dominic Bresser, hanno esaminato attentamente questa ipotesi.

Grazie all’atomicroscopia a scansione, gli scienziati sono riusciti a dimostrare che gli ioni di litio vengono effettivamente incorporati nel collettore elettrico in rame. Questa perdita aumenta con il numero di cicli di carica, anche nei tipi di batterie più avanzati. “Comprendere questi processi è di grande importanza per le batterie senza anodo del futuro”, afferma Tong Li.

Il team di ricerca ha utilizzato la tomografia a sonde atomiche, che permette di creare mappe tridimensionali precise di qualsiasi elemento con una risoluzione nell’ordine dei subnanometri. È emerso che il litio, già dopo un solo ciclo di carica/scarica, viene legato inizialmente ai confini dei grani e alle superfici di contatto della lamina di rame. Dopo tre cicli, la superficie della lamina di rame diventa nanocristallina e si ossida. I difetti che ne derivano continuano a legare litio e ossigeno al di sotto della superficie, causando la decomposizione del collettore in rame.

“Tutte queste informazioni sono importanti per comprendere come il collettore di corrente influisce sulle prestazioni delle batterie al litio del futuro”, afferma Li. Le batterie a metallo-litio (LMB) e, da poco tempo, anche le LMB di tipo “Zero-Excess” o prive di anodo sono considerate i prossimi passi significativi verso densità energetiche ancora più elevate. Si prevede che superino di gran lunga la tecnologia attualmente dominante basata sugli ioni di litio. “Nelle LMB Zero-Excess si presume generalmente che il litio non diffonda nel collettore di rame né interagisca con esso”, spiega Li. “Nei dibattiti sul calo delle prestazioni delle LMB, la perdita di litio verso il collettore di rame è stata finora in gran parte trascurata.”

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Sull’autore

Thomas Langenbucher è un esperto di mobilità elettrica con esperienze professionali nell’industria automobilistica e nel settore finanziario. Dal 2011 scrive su ecomento.de di auto elettriche, tecnologie sostenibili e soluzioni per la mobilità. Scopri di più.

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