Batterie al litio verso un salto di prestazioni

[frankytop]

I prototipi realizzati possono caricarsi fino al 50 per cento della massima capacità in soli sei minuti



Incrementare la potenza, la densità di energia e la sicurezza delle batterie rendendo minimo al contempo il tempo di carica: è quanto ha ottenuto una ricerca dell'Oak Ridge National Laboratory guidata da Hansan Liu, Gilbert Brown e Parans Paranthaman del Chemical Sciences Division del laboratorio de dipartimento dell' energia.

Utilizzando biossido di titanio, si è riusciti a realizzare un materiale in grado di incrementare l'area superficiale e conferisce una capacità di veloce ciclo di carica-discarica per le batterie a ioni di litio. In confronto con le tecnologie convenzionali, la differenza nel tempo di carica e nella capacità sono notevoli.

“Possiamo caricare la nostra batteria fino al 50 per cento della massima capacità in sei minuti, mentre le batterie a ioni di litio a base di grafite in un tale tempo avrebbero raggiunto solo il 10 per cento della carica”.

Inoltre, rispetto all'attuale titanato di litio, il composto messo a punto dai ricercatori dell'ORNL porta la capacità a 256 milliampere-ora per grammo, contro gli attuali 156 milliampere-ora grammo. Tutto questo, insieme con il fatto che i materiali a base di ossidi sono estremamente sicuri, rendono il dispositivo adatto alla realizzazione di alternative sicure e affidabili alla grafite attualmente utilizzata, che potrebbero trovare utile impiego nei veicoli ibridi elettrici e in altre applicazioni di potenza.

I risultati, pubblicati sulla rivista Advanced Materials, potrebbero essere estremamente interessati nelle applicazioni per i sistemi di immagazzinamento dell'energia negli impianti eolici o solari e per le reti intelligenti. L'ossido di titanio, inoltre, può essere prodotto con procedure poco costose.

Al cuore della scoperta è una nuova architettura del biossido di titanio denominata a microsfere mesoporose di TiO2-B, i cui caratteristici canali e pori permettono un flusso di ioni senza resistenza con un processo di immagazzinamento di carica simile a quello di un condensatore. Di conseguenza, una batteria a ioni di litio in cui il TiO2-B sostituisca l'elettrodo di grafite si carica e si scarica rapidamente.

“Gli studi teorici hanno permesso di scoprire che questo comportamento pseudoocapacitativo si origina dalle caratteristiche intrinseche dell'assorbimento e della diffusione nella struttura del TiO2-B”, scrivono gli autori nell'articolo “Mesoporous TiO2-B Microspheres with Superior Rate Performance for Lithium Ion Batteries”.

Paranthaman nota che la forma delle microsfere del materiale permette una fabbricazione degli elettrodi e la creazione di strati di elettrodi compatti. Tuttavia, il processo di produzione è per ora complesso e implica molte fasi; per questo occorrono ancora molto ricerche per capire se può essere portato a scala industriale. (fc)

http://lescienze.espresso.repubblica...azioni/1349369

[Shivan man]

Ci sono le LiFePO4 che già hanno queste prestazioni ma per quasi tutta la capacità della batteria. Tuttavia hanno un rapporto potenza/peso leggermente più basso anche delle "classiche" batterie al litio.