Le batterie agli ioni di litio di nuova generazione non esplodono

“Abbiamo progettato la prima batteria che può essere spenta e riattivata senza ripetuti cicli di riscaldamento e raffreddamento compromettere le prestazioni”, ha affermato Zhenan Bao, professore di ingegneria chimica e uno dei ricercatori dello studio, in a dichiarazione.

Sappiamo tutti che un colpo brusco, un cortocircuito o addirittura un sovraccarico possono causare il surriscaldamento di una batteria agli ioni di litio. A circa 300 gradi Fahrenheit, il gel elettrolitico che trasporta le particelle tra i due elettrodi della batteria standard agli ioni di litio può accendersi e poi esplode la dinamite.

I progettisti hanno provato aggiunte ritardanti di fiamma all'elettrolita e cose semplici come un sistema di allarme della batteria (creato anch'esso da un ingegnere di Stanford, nel 2014). Il problema era che quelle soluzioni erano una tantum. "Queste tecniche sono irreversibili, quindi la pastella non è più funzionale dopo che si è surriscaldata." Ha spiegato il coautore Yi Cui.

Ok forse computer portatili non sono stati entusiasmanti negli ultimi anni, ma gli "hoverboard" hanno fatto notizia così spesso come pericolo di incendio che non sono nemmeno ammessi sulle principali compagnie aeree. Il nuovo rivestimento in plastica riempita di nichel è stato progettato per evitare che le batterie prendano fuoco. Una nuova batteria con questo rivestimento si spegnerà quando si surriscalda, impedendo la combustione.

L'esperimento prevedeva di rivestire le particelle di nichel con grafene e un atomo di carbonio, quindi incorporarle in polietilene elastico. “Per condurre l’elettricità, le particelle appuntite [di nichel] devono toccarsi fisicamente l’una con l’altra. Ma durante l'espansione termica, il polietilene si allunga. Ciò fa sì che le particelle si diffondano, rendendo la pellicola non conduttiva in modo che l’elettricità non possa più fluire attraverso la batteria”.

I ricercatori hanno utilizzato una pistola ad aria calda per aumentare la temperatura e ogni volta che la batteria rispondeva come dovrebbe: una volta che la batteria ha raggiunto un angolo di circa 160 gradi, la pellicola si è espansa e ha spento la batteria. Quando la batteria si è raffreddata, le particelle sono tornate in contatto e la batteria ha ripreso a funzionare. "Possiamo anche regolare la temperatura più in alto o più in basso a seconda di quante particelle inseriamo o del tipo di materiali polimerici che scegliamo", ha detto Bao. "Potremmo volere che la batteria si spenga a 50 gradi Celsius [circa 120 gradi Fahrenheit] o 100 C [circa 210 F]."

SLAC National Accelerator Laboratory e Precourt Institute for Energy presso Stanford ha sostenuto questa ricerca. Il team ha pubblicato i risultati in Energia della natura. I produttori di “hoverboard” dovrebbero ringraziare, anche se ci vorrà un po’ di tempo prima che questa tecnologia raggiunga i consumatori.

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