Una nuova tecnologia vuole fermare gli incendi delle batterie al litio

Ricercatori dell‘Università del Maryland, studiando il modo in cui le batterie al litio vanno in panne e quindi si incendiano, hanno sviluppato una nuova tecnologia che potrebbe consentire ai veicoli elettrici (EV) di prossima generazione e ad altri dispositivi di essere meno inclini agli incendi delle batterie, aumentando al contempo l’immagazzinamento di energia.

Il metodo innovativo, descritto in un articolo pubblicato sulla rivista Nature, sopprime la crescita dei dendriti di litio – strutture dannose simili a rami che si sviluppano all’interno delle batterie al litio “interamente allo stato solido” descritte, impedendo alle aziende di commercializzare ampiamente la promettente tecnologia allo stato solido. Ecco un’immagine al microscppio di queste strutture

Mentre qui potete vedere come i dendridi causano corto circuiti nelle batterie

Ma questo nuovo progetto  guidato dal professore del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare Chunsheng Wang, blocca la formazione dei dendriti e potrebbe aprire la strada alla produzione di batterie allo stato solido per veicoli elettrici.

Wang e l’associato post-dottorato Hongli Wan hanno iniziato a sviluppare una teoria per la formazione della crescita dei dendriti di litio nel 2021. La loro soluzione prevede di utilizzare una multistratificazione delle batterie, stabilizzandole con una serie di strati intermedi contententi alte quantità di fluoro. Questo permette, tra l’altro, di sviluppo di batterie allo stato solido, molto più sicure, in generale, rispetto quelle con elettrolita liquido, come quelle utilizzate attualmente.

La loro soluzione è unica perché stabilizza le interfacce della batteria tra l’elettrolita solido e l’anodo (dove gli elettroni di un circuito entrano nella batteria) e l’elettrolita e il catodo (dove l’energia esce dalla batteria). La nuova struttura della batteria aggiunge uno strato ricco di fluoro che stabilizza il lato del catodo, nonché una modifica dell’intercalare dell’anodo con magnesio e bismuto – sopprimendo la dendrite del litio.

Almeno 750.000 veicoli elettrici immatricolati negli Stati Uniti funzionano con batterie agli ioni di litio, popolari per la loro elevata capacità di immagazzinare energia, ma contenenti un componente elettrolitico liquido infiammabile che brucia quando si surriscalda.

Sebbene nessun ente governativo tenga traccia degli incendi di veicoli per tipo di auto, e gli incendi di batterie di auto elettriche sembrano essere relativamente rari, essi comportano rischi particolari; il National Transportation Safety Board riferisce che i primi soccorritori sono esposti a rischi per la sicurezza, tra cui le scosse elettriche e l’esposizione a gas tossici emanati da batterie danneggiate o in fiamme.

Con l’obiettivo di immettere sul mercato le nuove batterie entro il 2026, il produttore di batterie avanzate Solid Power intende iniziare a sperimentare la nuova tecnologia per valutarne il potenziale di commercializzazione. La ricerca continua con l’obiettivo di aumentare ulteriormente la densità energetica, hanno detto i ricercatori.