Gli scienziati progettano il "gioco".

Jul 03, 2023

Credito immagine: Laboratorio UC San Diego per lo stoccaggio e la conversione dell'energia / Diyi Cheng

A cura della redazione E&T

Pubblicato venerdì 4 agosto 2023

Un team dell’Università della California a San Diego e dell’Università di Chicago ha progettato un nuovo materiale che potrebbe essere utilizzato per creare batterie al litio che funzionano con pressione esterna pari a zero.

Il team è stato in grado di creare una versione autonoma a film sottile dell’ossinitruro di litio e fosforo (LiPON), un elettrolita a stato solido.

Le versioni indipendenti della pellicola LiPON (FS-LiPON) sono state sottoposte a diversi test funzionali della batteria che hanno dimostrato che è in grado di promuovere una deposizione elettrochimica di litio metallico uniformemente densa sotto pressione esterna pari a zero.

Le batterie al litio metallico sono da molti anni oggetto di interesse a causa della loro elevata densità di energia. Tuttavia, la loro applicazione pratica è stata limitata a causa di problemi di sicurezza e della tendenza del litio a formare dendriti, che possono causare cortocircuiti e ridurre la durata della batteria.

LiPON è stato descritto come “potenzialmente rivoluzionario” in quanto potrebbe consentire lo sviluppo di un nuovo tipo di batteria al litio metallico che funziona con una pressione esterna minima, riducendo il rischio di formazione di dendriti e migliorando le prestazioni.

LiPON è stato originariamente sviluppato da un gruppo di scienziati dell'Oak Ridge National Laboratory nel 1992. Fino ad ora era stato molto difficile da produrre e ricercare, quindi non era stato ampiamente testato ai fini della produzione di batterie.

Tuttavia, i ricercatori sono riusciti a sviluppare un nuovo approccio all’elettrolita utilizzando una membrana sottile e flessibile costituita da un polimero chiamato ossido di polietilene (PEO).

La membrana PEO consente il passaggio degli ioni di litio bloccando la formazione di dendriti. Può anche resistere alle alte temperature, rendendolo adatto all'uso in batterie ad alte prestazioni. Questo è importante perché le batterie al litio metallico hanno il potenziale per immagazzinare più energia rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio, ma richiedono temperature operative più elevate.

Le batterie a film sottile basate su LiPON hanno molte applicazioni in vari campi, come i dispositivi indossabili e altri dispositivi elettronici compatti.

“Nel complesso, questa ricerca rappresenta un significativo passo avanti nello sviluppo delle batterie al litio metallico”, hanno affermato i ricercatori. “Con ulteriori miglioramenti, queste batterie potrebbero rivoluzionare il settore dello stoccaggio dell’energia e consentire l’adozione diffusa di fonti di energia rinnovabile”.

I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati in un articolo sulla rivista Nature Nanotechnology.

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