In un studio pubblicato oggi in Nature Communications, un gruppo di ricercatori europei ha spinto due diverse batterie agli ioni di litio fino al punto di rottura in modo da poter osservare cosa succede quando si surriscaldano fatalmente. Perché? Per la scienza, ovviamente!
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A quanto pare, il surriscaldamento della batteria è in realtà un grosso problema. Le batterie agli ioni di litio si trovano ovunque, dai cellulari ai veicoli elettrici, e in rare occasioni possono guastarsi a causa della “fuga termica”, un fenomeno processo in cui l’aumento delle temperature dà il via a una reazione a catena che fa sì che la batteria diventi sempre più calda, a volte addirittura provocandolo esplodere. Si ritiene che questo tipo di guasto abbia contribuito ad un incendio che ha portato ad un incidente aereo mortale nel 2010 – ed è per preoccupazione per questo rischio che
alcune compagnie aeree sarà presto cessare le spedizioni in blocco delle batterie agli ioni di litio.Video consigliati
Non si sa molto sui meccanismi che portano all’instabilità termica, quindi per ottenere alcune informazioni sul processo, i ricercatori hanno fatto quello che farebbe qualsiasi scienziato ragionevole: hanno fatto esplodere alcune batterie. Per innescare il guasto, hanno puntato una pistola termica concentrata a oltre 200 gradi Celsius (392 Fahrenheit) su una coppia di batterie rotanti e hanno utilizzato "sincrotrone ad alta velocità" Tomografia computerizzata e radiografia a raggi X, in combinazione con l'imaging termico, per monitorare l'evoluzione del danno strutturale interno e del comportamento termico" durante il sperimentare.
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In altre parole, hanno fatto esplodere due diverse batterie con una pistola a raggi fino alla morte, e hanno filmato il tutto con uno scanner CT e una telecamera a infrarossi. I risultati sono stati piuttosto rivelatori: nella prima batteria, che aveva il supporto interno integrato, la il materiale all'interno della cella è diventato così caldo che alla fine ha spruzzato liquido fuso e gas surriscaldato la sua cima. Nella seconda batteria (che non aveva un supporto interno) la cella finiva letteralmente per far saltare il coperchio.
Grazie al filmato, i ricercatori sono stati in grado di ottenere importanti informazioni sulle “modalità chiave di degrado, tra cui la delaminazione indotta dal gas, il collasso dello strato di elettrodi e propagazione del degrado strutturale”. La speranza è che queste informazioni portino a importanti miglioramenti nella progettazione delle batterie agli ioni di litio che ne potenziano le prestazioni sicurezza.
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