La tecnologia della lega ibrida di Li batte la densità energetica delle batterie allo stato solido: Gangfeng inizia la produzione di massa di celle

Ganfeng Lithium, il più grande fornitore di litio metallico al mondo, è riuscito a realizzare una batteria con il 95% di elettrolita solido, la cui densità energetica supera quella della prima generazione di batterie allo stato solido annunciata da aziende del calibro di Toyota o Samsung.

Gangfeng fornisce quasi la metà del litio mondiale e detiene il 70% del mercato locale cinese, e sperimenta costantemente nuove applicazioni, leghe di elettrodi e miscele di elettroliti.

Densità energetica record delle batterie solido-liquido

Grazie all'utilizzo di una lega di litio innovativa, Gangfeng è riuscita ad avviare la produzione di massa delle prime celle di batteria con il 95% di elettrolita allo stato solido, con una densità energetica di 650 Wh/kg. Per fare un confronto, Toyota, Samsung e altri si stanno preparando a lanciare prodotti commerciali di batterie allo stato solido nel 2027 con una densità energetica di 500 Wh/kg, che in precedenza si pensava fosse il limite teorico della tecnologia.

L'elettrolita allo stato solido da solo non è la pallottola magica per ottenere densità energetiche elevate, sostiene Gangfeng. La tecnologia più diffusa basata sui solfuri ha una densità doppia rispetto alle attuali batterie EV, ma può ancora formare dendriti se si sale di livello. Nella nuova batteria da 650 Wh/kg, l'azienda ha lasciato una piccola parte dell'elettrolita in forma liquida per garantire il controllo dei costi e la compatibilità con le linee di produzione attuali, concentrando al contempo i propri sforzi sulle leghe di elettrodi Li che consentono una maggiore capacità energetica:

Nella preparazione delle leghe di litio è necessario superare diverse sfide importanti: il litio ha una bassa densità e gli elementi di lega sono inclini alla sedimentazione, portando alla segregazione compositiva, che nei casi più gravi può formare una seconda fase dura, potenzialmente in grado di perforare il separatore o di causare crepe di lavorazione; il punto di fusione della lega è più alto, rendendo il processo di fusione più difficile da controllare. Grazie ai miglioramenti delle attrezzature e del processo, abbiamo ottenuto una lega uniforme e proprietà meccaniche inaspettatamente migliorate: la resistenza alla trazione, la durezza e il modulo di Young della lega sono tutti superiori al litio puro, migliorando significativamente il problema della rottura delle bande durante la lavorazione e aumentando la stabilità della produzione.

Di conseguenza, la lega di Li che costituisce gli elettrodi della nuova batteria da 650 Wh/kg presenta una densità di corrente critica (CCD) di 50 mA/cm² a un tasso di deposizione di 1 mAh/cm². Alle condizioni di produzione tipiche, con una deposizione di 3 mAh/cm², il CCD si mantiene al di sopra di 10 mA/cm² e può addirittura raggiungere i 12,6 mA/cm², in modo che la batteria possa essere caricata a velocità di 3C in 20 minuti.

Secondo il primo standard di prestazioni e classificazione delle batterie allo stato solido standarduna batteria di questo tipo rientrerebbe ancora nella categoria ibrida solido-liquido, in quanto presenta ancora un elettrolita liquido. Tuttavia, la densità energetica delle batterie allo stato solido è ancora migliore di quella di un prototipo fase di prototipo.La tecnologia delle batterie ibride solido-liquido è una buona soluzione transitoria, secondo CATL, mentre i produttori lavorano per ridurre il costo e aumentare la durata delle batterie allo stato solido.

La batteria da 650 Wh/kg di Gangfeng con un elettrolita ibrido solido-liquido sarà utilizzata prima in applicazioni come i droni o i robot umanoidi, dove la densità energetica è di fondamentale importanza, e poi, eventualmente, negli EV. Il partner di Volkswagen in Cina, il Gruppo FAW, ha recentemente annunciato che sta testando una berlina elettrica con la tecnologia delle batterie solido-liquide che ha restituito una densità energetica di 500 Wh/kg, quindi il percorso dell'elettrolita ibrido si sta dimostrando ogni giorno più praticabile.

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