Nuova scoperta potrebbe portare a veicoli elettrici con tempi di ricarica più veloci e autonomia più lunga
New discovery could lead to faster charging and longer range for electric vehicles
In una svolta per l’industria EV, i ricercatori hanno scoperto un modo per prevenire un effetto collaterale dannoso e potenzialmente pericoloso che può verificarsi durante la ricarica rapida: la formazione di litio metallico.
Il fenomeno si verifica quando gli ioni di litio si accumulano sulla superficie dell’anodo della batteria (detto anche elettrodo negativo) invece di inserirsi al suo interno tramite un processo chiamato intercalazione.
Come risultato, gli ioni formano uno strato di litio metallico che cresce sulla superficie dell’anodo. Questo può danneggiare la batteria, ridurne la durata, diminuirne le prestazioni complessive e causare cortocircuiti che potrebbero portare a incendi o esplosioni.
Il team di ricerca, guidato dal dottor Xuekun Lu della Queen Mary University di Londra, ha scoperto che la chiave per sopprimere la formazione di litio metallico in un anodo di grafite consiste nell’ottimizzare la sua microstruttura. Ciò viene fatto regolando la forma e la morfologia delle particelle e degli elettrodi per garantire un’attività di reazione omogenea e una ridotta saturazione locale di litio.
“La nostra ricerca ha rivelato che i meccanismi di litizzazione delle particelle di grafite variano in base a condizioni diverse, a seconda della loro morfologia superficiale, dimensione, forma e orientamento. Questo influenza in larga misura la distribuzione del litio e la tendenza alla formazione di litio metallico”, ha spiegato il dottor Lu.
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“Grazie a un modello di batteria tridimensionale all’avanguardia, possiamo osservare quando e dove si forma il litio metallico e quanto velocemente cresce.”
Nel complesso, lo studio offre preziose intuizioni sui processi fisici di redistribuzione del litio all’interno delle particelle di grafite durante la ricarica rapida. In particolare, queste conoscenze potrebbero consentire lo sviluppo di protocolli di ricarica rapida avanzati e più efficienti.
Un’altra scoperta altrettanto importante è che raffinare la microstruttura dell’anodo può aumentare la densità energetica della batteria, consentendo quindi di percorrere distanze maggiori con una singola ricarica.
“Si tratta di una svolta significativa che potrebbe avere un impatto significativo sul futuro dei veicoli elettrici”, ha sottolineato il dottor Lu. E, infatti, le batterie EV che si caricano più velocemente e durano più a lungo sono fondamentali per consentire la completa transizione verso la mobilità elettrica.
L’intero articolo è pubblicato sulla rivista Nature.
