Gli scienziati hanno trovato un modo per triplicare la durata delle batterie al litio metallico

Le batterie al litio metallico sono uno dei nuovi tipi di batterie più promettenti. Dopotutto, la loro capacità potenziale è 10 volte maggiore di batterie agli ioni di litio simili.

Ma la maggiore tendenza a formare dendriti e la distruzione corrosiva del litio metallico non ha consentito alle nuove batterie di conquistare completamente il mercato.

Ma un gruppo di ricerca della Rice University sembra aver trovato una soluzione a questo problema.

Il gruppo scientifico ha proposto una soluzione piuttosto elegante: utilizzando i nastri adesivi più comuni e le moderne tecnologie laser, sono riusciti a sviluppare un materiale completamente nuovo per l'elettrodo.

Batteria al litio metallico e suoi principali svantaggi

Nella progettazione di una batteria al litio-metallo, l'anodo (che in altre batterie è fatto di grafite) è costituito da litio metallico puro.

E poiché questo materiale ha un'energia specifica maggiore, il litio metallico è in grado di aumentare la capacità della batteria di 10 volte, oltre a velocizzare il processo di ricarica molte volte.

Qui ci sono solo una serie di svantaggi significativi e il principale è una maggiore tendenza a formare i cosiddetti dendriti.

Accumulo di metallo, che ridurrà in modo significativo la capacità effettiva della batteria e potrebbe persino far prendere fuoco alla batteria a causa di un cortocircuito interno.

Cosa hanno suggerito gli scienziati

Per ridurre al minimo il tasso di formazione di dendriti, è stata proposta la seguente soluzione:

Prendi lo scotch più comune, aggiungi un po 'di grafene, avvolgilo attorno a un collettore di corrente in rame (che fa parte dell'anodo di litio) ed elaboralo con laser appositamente sintonizzati.

Allo stesso tempo, il pezzo è stato riscaldato a una temperatura estrema di 2026 gradi Celsius, il che ha cambiato le proprietà originali del pezzo.

Questo trattamento ha trasformato la striscia di rame in una struttura porosa, che ha cominciato a consistere principalmente di silicio e ossigeno con piccole impurità di grafene.

Esperimenti con il materiale così ottenuto hanno dimostrato che può fungere da guscio protettivo per collettore di corrente, mentre assorbe ed emette attivamente litio metallico e allo stesso tempo non ne provoca la formazione dendriti indesiderati.

Inoltre, la forte ossidazione del litio metallico era un altro grave problema. Ciò ha ridotto notevolmente l'efficienza e la durata delle batterie al litio metallico. E per ridurre questo effetto, è stato necessario aumentare l'anodo.

Il rivestimento ottenuto durante l'esperimento ha risolto anche questo problema. Dopotutto, i test effettuati hanno dimostrato che la durata dei prototipi testati è aumentata di almeno tre volte, rispetto a batterie simili senza rivestimento speciale.

Allo stesso tempo, le nuove batterie mantengono almeno il 70% della loro capacità originale dopo 60 cicli di carica-scarica, che è anche considerato un ottimo risultato.

Gli scienziati hanno grandi speranze per lo sviluppo futuro e continuano a lavorare per migliorare le prestazioni delle batterie al litio metallico.

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