EV a ricarica rapida a lungo raggio: La nuova batteria si ricarica completamente in 15 minuti a 1.747,6 W/kg

Le batterie al litio-metallo promettono di immagazzinare molta più energia e di funzionare in ambienti più difficili rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio che alimentano la maggior parte dell'elettronica moderna. Tuttavia, il raggiungimento del loro pieno potenziale commerciale è stato ostacolato dal movimento lento e inefficiente di elettroni e ioni attraverso il confine tra i componenti strutturali della batteria e il suo elettrolita, un processo noto come trasferimento di carica. Quando questo trasferimento è lento, innesca reazioni chimiche indesiderate che formano dendriti - pericolose escrescenze metalliche simili ad aghi che rovinano le prestazioni della batteria e possono persino causare incendi o esplosioni improvvise durante la carica ultraveloce.

Per superare questa importante limitazione, un team di ricercatori, principalmente dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina, ha riprogettato l'elettrolita della batteria a livello molecolare. Come si legge nella rivista Nature Energy, il team ha scoperto un modo per accelerare il trasferimento di carica ristrutturando le molecole del solvente del fluido.

Invece di una configurazione standard, i ricercatori hanno disposto le molecole in modo da formare percorsi piatti e altamente organizzati, che hanno definito canali di elettroni allineati al piano. Questo design strutturale unico crea un legame molto più forte ed efficiente tra gli elettroni in movimento e gli ioni di litio. Semplificando questo legame, i nuovi canali ingegnerizzati accelerano notevolmente le reazioni chimiche sottostanti ed eliminano le condizioni di lentezza che creano dendriti pericolose.

Quando il team ha testato il loro elettrolita ingegnerizzato in celle di batterie al litio-metallo reali, di dimensioni industriali, i risultati sono stati di grande successo. I canali di elettroni piatti hanno permesso alle batterie di raggiungere in modo stabile e sicuro il 100% in 15 minuti, con una densità di potenza di carica di 1.747,6 W/kg.

Questa ricerca fornisce un progetto affidabile per superare gli ostacoli elettrochimici estremi che attualmente impediscono alle batterie di prossima generazione ad alta capacità di entrare nei mercati dei consumatori. Se questa tecnologia verrà commercializzata, potremmo vedere EV con un'autonomia maggiore e una ricarica più rapida.