Fraunhofer ISE aumenta la densità energetica delle celle batteriche
Il Fraunhofer ISE ha sviluppato una nuova architettura per le celle batteriche che, si dice, consenta una densità energetica del 10-15% più elevata con lo stesso peso. Questo approccio utilizza elettrodi notevolmente più spessi, il che riduce la necessità di raccoglitori di corrente. Potrebbe rappresentare un interesse anche per i veicoli elettrici.
Produzione semiautomatica di celle batteriche presso il Fraunhofer ISE
Immagine: Fraunhofer ISE
Sviluppare celle batteriche con una maggiore densità energetica mantenendo lo stesso peso permette di immagazzinare più energia nello stesso spazio. Ciò offre vantaggi per i sistemi di stoccaggio batterico statico, che sono stati oggetto di tre progetti di ricerca finanziati dal governo federale tedesco presso l’Istituto Fraunhofer per i Sistemi di Energia Solare ISE a Friburgo. Le conoscenze ottenute possono essere applicate anche alle batterie per veicoli elettrici, dove una maggiore densità energetica potrebbe aumentare l’autonomia del veicolo.
Celle di batteria con una densità energetica del 10 al 15 percento in più
“Normalmente, l’anodo e il catodo – i due elettrodi di una cella batteria – sono costituiti da molti strati sottili e alternati di rivestimento elettrodo e raccoglitori di corrente,” spiega il dottor Oliver Fitz, responsabile del gruppo per la tecnologia delle celle batteria presso il Fraunhofer ISE. “Siamo riusciti ad aumentare lo spessore del rivestimento elettrodo da 100 a 200 micrometri, valore standard in precedenza, fino a 800 micrometri, riducendo così notevolmente il numero di raccoglitori di corrente necessari. Di conseguenza, abbiamo molto più spazio per il materiale attivo, il che aumenta la densità energetica del 10 al 15 percento, a seconda del tipo e della configurazione della batteria.”
Focus sulle applicazioni nei sistemi di storage batterico
Tuttavia, il concetto non è ancora pronto per la produzione in serie. Secondo Fraunhofer ISE, i risultati del progetto dimostrano invece un “approccio promettente per l’industrializzazione futura di questa innovativa architettura di elettrodi e celle”. Le nuove cellule batteriche sono particolarmente interessanti per l’uso nei sistemi di accumulo energetico a batteria (BESS), ma anche nei veicoli elettrici.
Il team di ricerca ha sviluppato il nuovo design di elettrodi e celle nell’ambito dei progetti “VORAN – Innovativi sistemi di accumulo energetico a ioni di sodio per applicazioni stazionarie e mobili” (in corso fino a giugno 2027), “INFAB – Batterie a ioni di zinco per l’accumulo energetico stazionario – Produzione e assemblaggio” (completato) e “WinZIB2 – Sistema innovativo a batterie a ioni di zinco utilizzabile a livello globale”, tutti finanziati dal governo federale tedesco.