In arrivo una rivoluzione per le batterie agli ioni di litio

In arrivo una rivoluzione per le batterie agli ioni di litio

Sviluppata una nuova struttura che permette alle batterie li-ion di caricarsi e scaricarsi velocemente, aprendo la strada a nuove possibilità di impiego

di pubblicata il , alle 09:10 nel canale Sistemi
 

Ancora novità nel campo delle risorse energetiche: gli ingegneri del MIT avrebbero infatti trovato un sistema per realizzare batterie agli ioni di litio in grado di ricaricarsi completamente in pochi secondi, impiegando materiali che vengono utilizzati attualmente negli stabilimenti di produzione.

Dal momento che i materiali coinvolti non sono nuovi, ma semplicemente è stata cambiata la modalità con la quale vengono realizzati, è possibile che questa innovazione possa portare già nel giro di pochissimi anni alla produzione commerciale di nuove batterie.

Le batterie agli ioni di litio attualmente in commercio ed utilizzate da numerosissimi dispositivi elettronici sono caratterizzate da una elevata densità di carica. L'immagazzinamento ed il rilascio dell'energia elettrica avviene tuttavia in tempi più o meno lunghi: se le batterie al litio possono vantare una buona autonomia, è altrettanto vero che si rendono necessarie anche diverse ore affinché possano essere caricate completamente.

Queste particolari caratteristiche precludono l'impiego delle batterie agli ioni di litio in applicazioni dove si rende necessario il rilascio immediato di elevate quantità di energia, come può essere ad esempio il caso di un'automobile completamente elettrica: con una normale batteria al lito questa ipotetica automobile sarebbe in grado di viaggiare per molte miglia a velocità pressoché costante, ma di fatto impossibilitata ad effettuare qualsivoglia tipo di accelerazione.

La "lentezza" con la quale una batteria al lito rilascia o accumula la carica è da sempre stata imputata alla bassa velocità con la quale gli ioni di litio si muovono all'interno del composto elettrochimico. Qualche anno fa, tuttavia, alcune indagini simulative hanno mostrato che all'interno dei composti litio-ferro-fosfato gli ioni di litio hanno la possibilità di muoversi ad elevata velocità.

I ricercatori hanno pertanto spostato altrove la propria attenzione, per capire quale fosse la reale causa che impedisce agli ioni di litio di spostarsi velocemente all'interno del composto. E' stato così portato alla luce un particolare comportamento: nei composti sopra citati gli ioni di litio possono muoversi ad elevata velocità solamente quando si trovano in prossimità di "canalizzazioni" nanometriche che sono accessibili solo dalla superficie del composto. Se gli ioni sono dinnanzi a queste canalizzazioni, possono percorrerle velocemente. Al contrario, gli ioni non hanno la capacità di dirigersi velocemente verso l'imbocco di tali canalizzazioni.

I ricercatori del MIT al lavoro su questo progetto hanno così sviluppato una nuova struttura per la superficie di questi composti. Si tratta di ciò che chiamano "beltway" ovvero niente più e niente meno che una sorta di "circonvallazione" che permette agli ioni di litio che non si trovano in corrispondenza delle canalizzazioni di muoversi verso esse.

Utilizzando questa nuova struttura, i ricercatori hanno realizzato una piccola batteria in grado di caricarsi o scaricarsi completamente in un tempo dai 10 ai 20 secondi. La stessa batteria realizzata con metodi convenzionali impiegherebbe normalmente circa 6 minuti per un ciclo di carica completa.

Secondo quanto si apprende, inoltre, il nuovo materiale ha mostrato una degradazione notevolmente inferiore nei cicli di carica/scarica rispetto a quanto avviene con le attuali batterie convenzionali. Tale caratteristica consentirà di impiegare meno materiale e costruire batterie più piccole e leggere che potrebbero trovare applicazioni in ambiti fino ad oggi impensabili, come ad esempio quello dell'automobile elettrica che abbiamo esemplificato sopra.

Resta aggiornato sulle ultime offerte

Ricevi comodamente via email le segnalazioni della redazione di Hardware Upgrade sui prodotti tecnologici in offerta più interessanti per te

Quando invii il modulo, controlla la tua inbox per confermare l'iscrizione.
Leggi la Privacy Policy per maggiori informazioni sulla gestione dei dati personali

82 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
Doraneko14 Marzo 2009, 09:27 #1
Mi suona strana la storia dell'auto elettrica che fa fatica ad accelerare a causa delle batterie al litio.Tempo fa ho visto un filmato di un auto elettrica mossa da batterie di laptop.Il bello e' che batteva una Viper in accelerazione!
Notturnia14 Marzo 2009, 09:30 #2
siccome la quantità di energia immagazzinata è sempre la stessa.. se è sufficiente un alimentatore da 4W per caricare una batteria una batteria in 5 ore vuol dire che ha immesso circa 20Wh .. se la stessa energia la si introduce in 20 secondi, ovvero un tempo 900 volte minore vorrà dire che servirà anche una potenza 900 volte superiore..

quindi per caricare il cellulare di prima basterà un'alimentatore da soli 3,6 kW per fare lo stesso lavoro in 20 secondi..

geniale.. -.-

forse è meglio restare sui 5 minuti.. almeno basteranno alimentatori da 240W per un cellulare :-DDDDD
tuzzolo14 Marzo 2009, 09:38 #3
x notturnia
il tempo non diminuisce da 5 ore a venti secondi ma da 6 minuti a venti secondi, quindi solo 18 volte minore non 900...
Vincent1714 Marzo 2009, 09:42 #4
Originariamente inviato da: tuzzolo
x notturnia
il tempo non diminuisce da 5 ore a venti secondi ma da 6 minuti a venti secondi, quindi solo 18 volte minore non 900...


e un alimentatore da 70-100 watt non è che sia questo gran problema soprattutto se iniziano, come dicono, a utilizzare attacchi standard invece dei soliti proprietari...
amagriva14 Marzo 2009, 10:43 #5

?

(Senza alcun intento polemico) Sono proprio ignorante...
Quote Vincent17:
e un alimentatore da 70-100 watt non è che sia questo gran problema soprattutto se iniziano, come dicono, a utilizzare attacchi standard invece dei soliti proprietari...

Cosa c'entra il formato proprietario con la potenza dell'ali? Invece del barilotto lo attacco all'ali del pc?
Ciau
Notturnia14 Marzo 2009, 10:45 #6
beh.. non sarebbe un problema.. trovarsi a portarsi dietro un alim da 100W al posto di quello attuale da 5W voglio proprio vedere..

e quello di una telecamera ? che ha 20W .. diventa da 400W .. non sarà grande come quello di un pc.. ma..

a me pare che in molti campi questa cosa sia inutile.. anche perchè.. io facevo l'esempio del cellulare perchè avevo quello li in mano.. ma.. se riportiamo il tutto all'automobile.. il discorso si fa imbarazzante..

se oggi un'auto elettrica si carica in 5-6 ore con qualche kW di potenza.. pensare anche solo di ridurre il tempo di carica di 6 volte vorrebbe dire avere 10 kW solo per la macchina .. e in casa raramente li abbiamo..

certo si potrà obbiettare che queste batterie si potranno caricare sia in modo veloce (10 minuti in una stazione di rifornimento ?) che in 8 ore la sera a casa.. ma ho i miei dubbi.. ho visto che una batteria ha solo un ciclo di carica corretto per mantenerla efficiente e duratura.. e quando si modifica il processo di carica continuamente non si fa altro che ridurne la vita..

sono contento se inventano batteie al litio più performanti.. per l'hobbistica (elicotteri) va benissimo.. forse anche per altri settori.. ma ricaricare un notebook che usa alim da 75W e sostituirli con alim da 1kW per ricaricarli in pochi minuti non mi pare utile.. 2 kg di notebook e 5 kg di alim ?

che sulle batterie ci sia molto da cercare è vero.. che questo sia potenzialmetne utile è vero.. ma continuo a preferire che il cell si carichi in 4 ore e che l'alim pesi 10 grammi..
Immortal14 Marzo 2009, 10:57 #7
scusate..ma a me pare che la scoperta, di per sé, sia estremamente interessante... perché dovete sempre lamentarvi di tutto?
qualche giorno fa ci si lamentava che i 20 SSD in raid 0 andassero troppo, ora ci si lamenta che caricare una batteria in 1/18 del tempo porti svantaggi, ma scommetto che se quella batteria si caricasse 18 volte più LENTAMENTE starebbero tutti a dire "inutile" e nessuno starebbe qui a dire "eh però se si carica più lentamente avrò un alimentatore molto più piccolo"
Fx14 Marzo 2009, 11:00 #8
mi sembra che vi stiano indicando la luna col dito e voi guardiate il dito

è ovvio che se una batteria ha la CAPACITA' di esser ricaricata in 10 secondi non è detto che PER FORZA vada ricaricata in 10 secondi

come dire che no, su una macchina che va a 200 all'ora non ci vuoi mettere il sedere perchè non vuoi andare in giro a 200 all'ora in città

a me l'idea di poter ricaricare il cellulare in non dico 10 secondi ma anche solo in un paio di minuti non mi fa schifo affatto

poi è ovvio che se lo attacchi alla usb si mangia lo sputo di watt che è in grado di erogare la porta del pc / l'alimentatore e ci mette il tempo conseguente

pensa però la stessa cosa in altri ambiti, ad esempio quello automobilistico. l'auto elettrica risolverebbe il problema più grande che ha: il tempo di ricarica. ti fermi al distributore e in un tempo paragonabile a quello che impieghi per fare il pieno di benzina fai il pieno di carica elettrica.

e in ogni caso essere in giro con il laptop e fermarti a un distributore automatico di carica, eseguire la ricarica completa in 2 minuti non mi fa poi così schifo, anzi... apre tantissimi nuovi scenari. in altri termini soppianta sul nascere le celle a combustibile, il cui concetto è quanto meno discutibile (perchè in pratica fai il pieno con una ricarica di... combustibile, con tutto quello che ne consegue).

la cosa è molto figa, spero poi prenda davvero piede, non come tutte le altre invenzioni di questo tipo.
dema8614 Marzo 2009, 11:02 #9
Notturnia, ragioniamo un attimo sul caso limite, se noi avessimo una batteria in grado di ricaricarsi istantaneamente, saremmo in grado di immagazzinare l'energia dei fulmini, montando un parafulmine e collegandolo ad un opportuno dispositivo di carica della batteria.
Sto parlando di caso limite irreale (al momento e penso anche che non lo vedremo mai), ma è giusto per farti capire cosa intendo.
Avere a disposizione delle batterie in grado di accettare in ingresso una carica molto veloce (e quindi potente) in taluni casi può essere un grande passo avanti. La possibilità, inoltre, che la stessa energia della batteria sia disponibile in modo molto più veloce (potenza di uscita maggiore) fa si che magari con batterie meno ingombranti sia possibile sviluppare la stessa potenza di uscita.
Esistono molti casi di apparecchiature che utilizzano batterie molto sovradimensionate a livello di capacità, soltanto perché altrimenti non riescono a raggiungere la potenza di picco richiesta in alcuni rari casi dallo strumento.
Quindi quando commentiamo una nuova tecnologia, pensiamo anche ai suoi possibili campi di applicazione, che non sono necessariamente quelli di mass-market.
Micene.114 Marzo 2009, 11:05 #10
ottimo..la ricerca premia sempre...peccato che come al solito prima di vedere queste innovazioni passeranno anni...

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^