Batterie a stato solido, studio del MIT apre nuovi spiragli

13 Luglio 2017 67

Si tratta di un argomento ricorrente quello del miglioramento dello stoccaggio energetico, e nello specifico della ricerca di nuove tecnologie per creare batterie ricaricabili più performanti rispetto a quelle attuali. La tecnologia degli ioni di litio sembra ormai avere dato tutto, e tra le possibili alternative che spesso vengono prese in considerazione, trova ampiamente posto quello delle batterie a stato solido.

Parliamo di una tecnologia che banalmente prevede l'utilizzo di un materiale solido come elettrolita, al posto di un liquido, peccato che fino ad oggi le sfide che questa alternativa offre non siano ancora state completamente superate. Una nuova ricerca di alcuni ricercatori del MIT pubblicata sulla rivista Advanced Energy Materials, apre a nuove soluzioni sul miglioramento delle batterie ricaricabili a stato solido, per un'eventuale e futura adozione.

Perchè le batterie esplodono e quali sono le difficoltà legate alle soluzioni a stato solido? I motivi sono molteplici e proveremo a rispondere in maniera semplice. L'elettrolita è il materiale che si pone tra l'elettrodo positivo e quello negativo. Quando una batteria viene caricata o scaricata, gli ioni passano da un elettrodo all'altro attraverso l'elettrolita, tuttavia alcuni elettroliti liquidi possono essere infiammabili e responsabili in alcuni casi di incendi delle batterie.

Sono inoltre soggetti alla formazione di dendriti, ossia delle formazioni/ramificazioni di metallo, che se in grado di raggiungere entrambi gli elettrodi, possono creare un cortocircuito e danneggiare irrimediabilmente la batteria. E' giusto specificare che la formazione di dendriti avviene esclusivamente durante il processo di carica, ecco perché soluzioni agli elettrodi litio-metallo sono giù usate con alcune tipologie di batterie non ricaricabili.


Perchè si punta alle batterie a stato solido? A parità di spazio, l'utilizzo di materiali solidi come la ceramica o altri in oggetto di studio, elimina del tutto il problema dell'infiammabilità, oltre ad offrire vantaggi prestazionali non da poco, come un raddoppio della capacità di carica con pari ingombro, e tempi di ricarica dimezzati. A quanto pare però, il problema principale pare sia legato alla particolare propensione a creare cortocircuiti, ed è su questo aspetto che la ricerca del MIT si è concentrata, scoprendo un fenomeno interessante.

Gli studiosi hanno notato che la formazione di dendriti può essere drasticamente ridotta se l'elettrolita solido offre una superficie perfettamente levigata ed una lavorazione di precisione. Più sono le imperfezioni e maggiore è la possibilità che i dendriti possano farsi strada tra un elettrodo e l'altro, dunque la risposta al problema potrebbe essere migliorare i processi produttivi con precisione nanometrica.

Dalle osservazioni effettuate nel corso dei test, si è dedotto che la formazione di dendriti nei composti solidi, segua sviluppi completamente diversi da quelli evidenziati negli elettroliti liquidi, scoprendo che ogni crepa, graffio o imperfezione della superficie dell'elettrolita a stato solido porta alla formazione di dendriti più invasivi, che agendo come cunei si fanno strada verso gli elettrodi in modo molto più rapido.

Uno studio interessante, che potrebbe contribuire a migliorare tutte le tecnologie in sviluppo sulle batterie a stato solido. Per maggiori informazioni, vi invitiamo a leggere l'articolo completo nella sezione news del MIT.


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Commenti

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zegalvis

Anche io, solo che ho un umorismo un po' difficile da cogliere.

Ratchet

Scherzavooooooooooooo!!

Alla ricerca del tempo perduto

sì vabbe, questione di semantica

zegalvis

Il grafene è un ottimo conduttore elettrico anisotropo, in certe condizioni ha anche rivelato segni di superconduttività a temperatura ambiente.
Tuttavia il problema delle celle al litio non è di conduzione elettrica, ma di condizione chimica degli ioni di litio all'interno della cella tra i due elettrodi dove avvengono le reazioni redox.
Questo è il compito dell'elettrolita.
Può il grafene trasportare efficentemente ioni di litio?
Se hanno puntato su composti ceramici e non sul grafene, ci sarà più di un motivo...

Ben altra storia è la conservazione della tecnologia di storage elettrico del litio a discapito di quella del sodio, il quale potrebbe risolvere il peggiore problema caratterizzante le celle al litio: il costo di produzione.

È da tenere a mente che il litio è un metallo raro sulla superficie terrestre ed i giacimenti sono localizzati in poche aree strategiche.
Ben altro paio di maniche è il sodio, vista la sua enorme quantità contenuta sotto forma di cloruro, nell'acqua di mare...

Perché non si fa il salto?
Costi ri ricerca da ripagare...

zegalvis

Non sarà così semplice realizzare delle superfici ben levigate a quella scala di misura.
Di certo non si potrà agire in tal senso per via meccanica.
Si tratterà di realizzare un processo scalabile ed automatizzabile, attraverso cui produrre superfici così regolari, per via chimica o fisica (ma non meccanica).
Qualcosa mi fa pensare che si potrebbe dover ricorrere alla tecnica della deposizione chimica o fisica da vapore.

zegalvis

Si fa prima a prendere una bici downhill biammortizzata, cavare il pignone dalla ruota, montarlo su di un motore hub da 3kw, e montare il tutto in un cerchione a doppia camera per alte pressioni con raggi da 2,6mm, gomme Maxxis e camere d'aria Continental gonfiate a 6atmosfere, una batteria da 2KWh a 72V, centralina Kelly, freni a disco Brembo...

110kmh, 70km di autonomia
Nessuna tassa da pagare, nessuna assicurazione, niente benzina e manutenzione che si può fare in salotto...

Ah si, se ti fermano e decidono di farti una perizia del veicolo ti sparano 1000€ di multa e sequestro del mezzo...

zegalvis

Ed io che giro da 6 mesi con una batteria al litio da 5,5Kg, 48,1v e 15Ah montata su una bici elettrica che ha un'autonomia di 50km con una carica...

È tutta una semplice questione di sapere come usare e cosa farci con le celle al litio, come utilizzarle, come trattarle, come cablarle.

Se uno si accontenta di averle solo nel cellulare e poi va in giro con un affare di ferraglia pesante 1tonnellata, sta fresco a sperare nei progressi di una tecnologia che sfrutta solo per una quisquilia marginale come l'alimentazione di un cellulare.

Un giorno io avrò un deltamotore biposto con un motore elettrico ed il posto del passeggero completamente occupato da 70kg di batterie...

zegalvis

Che non sarebbe una batteria bensì un reattore...

zegalvis

Diventa un po' un problemino di salute avere dietro un affare che pesa 20-30 kg ed emette radiazioni...
Non la più ecologica delle soluzioni...

Svasatore

Mi sa che non hai girato molto.

Sergios

e chi si sforza, parlare con te è facile come discutere con un bambino
di fatto non hai detto praticamente nulla in ben 3 commenti, non era facile, complimenti...

siete divertenti, gente come te la si incontra guarda caso solo dietro ad un monitor...
chissà perchè a lavoro e fuori non ne incontro mai
ahh se non ci foste voi le giornate sarebbe giusto un pelo più noiose

Svasatore

Te lo ripeto, è inutile che ti sforzi, nella realtà ti mangio.

Sergios

l'unica cosa che so, o che posso supporre dal tuo comportamento è che sei un ragazzino, ma non prenderla come un'offesa, io spero tu sia un ragazzino almeno posso in parte capire il perchè tu non sia in grado di argomentare quello sche scrivi in maniera intelligente, normale ed educata...

il vero problema è se invece tu non sei più un ragazzino...

ma sono fiducioso e propendo per la prima ipotesi.. anche perchè dalla tua ultima risposta si capisce abbastanza

Svasatore

Ti mangio nella realtà, lo sai?

Sergios

oh scusami non avevo capito fossi un ragazzino
dovreste scrivere l'eta accanto al nick, cosi uno non perde tempo a commentare

dei tuoi esempi personali e di cosa garantisce samsung non può fregare niente a nessuno
ritorna quando sarai in grado di intavolare una discussione in maniera normale ed educata...

hassunnuttixe

non direi ;D

Liuk

Il MIT ti sta antipatico?
;-)

Ratchet

Mi scusi, ma io sono povero :P

Me? Giugorie.

porta le soluzioni dall'aldilà

The Schnibble

Focardi è morto da anni...

KenZen

La batteria della Panda? :D
Saluti

ghost

10 anni fa c'era già l'iPhone non ho detto 30

hassunnuttixe

lo dicevo perchè è la terza/quarta notizia dal MIT in 2 settimane...

Callea

Che dici?
10 anni fa se decidevo di scrivere una nota dal momento in cui la pensavo e il momento in cui finivo l'operazione aspettando che si accendesse, passavano 5 minuti per quanto i PC erano lenti.

Oggi tiro fuori l'iPhone e in 5 secondi ho fatto.

10 anni fa i computer erano pessimi e facevano malissimo quasi tutto.

Riguardo la longevità non so che cosa compri e perché la devi cambiare ogni anno.
A me la roba dura molto di più ed è più affidabile di ieri.

Babi

Non mi sembra la notizia del secolo...se ne parla già da mo!

ghost

10 anni fa c'erano meno cose, ma facevano quello che dovevano fare, ora c'è tutta roba che cambi una volta all'anno perché è tutto unibody incollato, fatta super delicata per rompersi alla caduta e altri problemi del futuro in cui viviamo...

ghost

Facciamoli pesare meno, facciamo le power bank, togliamo il jack per far spazio ma col cavolo che li facciamo un millimetro o due in più per avere una batteria più capiente.

hassunnuttixe

finalmente avete cominciato a leggere la nostra rivista? :)

Svasatore

Mentre ad una non sembra che ogni anno ci siano novità.
Dai, fra 3 anni ci saranno 10000 mAh in una sottilette.

Liuk

Uvanio avvicchito!

Il Plutonio è pev i povevi...
xD

Liuk

Con questo caldo....
xD

Liuk

Salutami l'Ernia Del Disco se la vedi, eh!

eric

...io col mio smartphone mi trovo benissimo con questa....lunghissima durata e mai esplosa;))
https://uploads.disquscdn.c...

Mattia

puoi dirlo forte.

Ale

solo il doppio, scaffale loool, comunque non sarà la tecnologia della svolta.

Ratchet

Batteria al plutonio o niente

Felk

"The batteries will be applied for smartphones first and then for electric vehicles after its safety is fully tested.The application for automobiles may be seen around 2025"
No tesoro, scrivo dal 2017 e soprattutto so leggere.
Verranno PRIMA applicati agli smartphone e solo poi alle automobili.
Per le automobili, se ne parlerà per il 2025.

"Korean battery maker Samsung SDI will be able to produce solid-state batteries that are safe from explosions for smartphones in one to two years, the firm’s executive said."
Leggi solo quello che fa comodo a te, eh?

Zlatan10

Assolutamente sì. Tanta roba

Me? Giugorie.

Comunque il display di s8 se lo raddrizzi diventa qualcosa di magico. Colori contrasto e luminosità spettacolari, sembra provenire dal futuro. Peccato che lo storcano di fabbrica.

Me? Giugorie.

Ma oserei dire anche un assistente vocale affidabile, che ad oggi non esiste

Me? Giugorie.

Focardi e Rossi sono pronti con la soluzione

Callea

La tecnologia attuale è già un miracolo inimmaginabile 10 anni fa.

Me? Giugorie.

Sicuro è qualcosa che si trova su gearb

qandrav

Ho cercato un po' in giro ma non ho trovato nulla...

momentarybliss

Si è saputa poi la marca di quello smartphone che lasciato in ricarica su un divano ha surriscaldato talmente il tessuto sintetico del cuscino da incendiarlo?

Maurizio Mugelli

ad una persona ign0rante in effetti puo' sembrare che non ci siano innovazioni.

Maurizio Mugelli

"The application for automobiles may be seen around 2025"
scrivi dal 2026 tesoro?

Svasatore

Spero che tu abbia qualcosa visto che l'intelligenza ti manca per capirlo da solo.
Ah non valgono link in cui ci sono esempi su batterie enormi e in cui la quantità di deterioramento rispetto alla corrente non è data.

Io ti posso dire che Samsung garantisce una minima perdita di batteria in due anni.

Adesso voglio vederti arrampicare sugli specchi.
Ho un S6 da due anni e mezzo sempre ricaricato con il suo caricabatteria e ad oggi l'autonomia é calata leggermente, tanto faceva schifo anche da nuovo.

In più ho anche un mi5 da un anno e mezzo con la batteria sempre uguale.

Ohhh sentiamo.

Boronius

Le batterie al plutonio sono di sicuro migliori, di notte fanno anche luce da sole...

Antsm90

Io ci butterei dentro una bella barra di grafene (ben levigato) che male non fa :)

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