Le batterie li-ion non erano mai state osservate così da vicino

27 Ottobre 2017 3

Tutti sappiamo che, ogni tanto (per fortuna di rado), le batterie agli ioni di litio dei dispositivi elettronici si guastano. Nei casi più fortunati semplicemente si gonfiano, altre volte prendono fuoco e/o esplodono. Un team di ricercatori ha deciso di indagare più da vicino sulle cause che determinano questi pericolosi fenomeni, usando una tecnica nuova e rivoluzionaria - talmente rivoluzionaria da aver fruttato il Nobel per la chimica nel 2017 ai suoi inventori: la microscopia crioelettronica.

Semplificando moltissimo, la tecnica permette di avere immagini molto più definite e precise congelando con grande rapidità il soggetto. Eliminando il movimento, i ricercatori sono riusciti ad ottenere numerose "istantanee" ad alta definizione di varie fasi del ciclo di carica/scarica della batteria. In particolare, sono riusciti a fotografare per la prima volta a livello atomico i dendriti di litio, che possono attraversare le varie barriere della batteria e causare cortocircuiti, da cui possono scaturire incendi ed esplosioni. Si è scoperto che non sono di forma irregolare come si pensava, ma sono cristalli a sei facce oblunghi.

Per il momento, non sono immediatamente chiare le implicazioni delle nuove scoperte, ma si spera che la possibilità di osservare con tale chiarezza elementi chiave per la stabilità di una batteria come i dendriti e l'interfase elettrolitico solido porterà alla realizzazione di prodotti più affidabili e sicuri. Dice uno dei ricercatori:

Grazie alla microscopia elettronica, è possibile osservare un materiale che è fragile e chimicamente instabile e puoi preservare il suo stato incontaminato - come si presenta in una batteria reale - e osservarlo ad alta risoluzione. Il processo si può applicare a tutti i materiali di una batteria. Il litio che abbiamo studiato qui è solo un esempio, per quanto molto interessante e impegnativo.

L'intera ricerca è stata pubblicata sull'edizione corrente di Science Magazine. Si può consultare online, a pagamento, QUI.


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