Un nuovo studio trova modi per sopprimere il litio platino

Queen Mary University di Londra

immagine: La distribuzione della concentrazione di litio è indicata dai colori durante il processo di carica di un elettrodo negativo di grafitevedere di più

Credito: Xuekun Lu et al/Nature Communications

Un nuovo studio condotto dal dottor Xuekun Lu della Queen Mary University di Londra in collaborazione con un team internazionale di ricercatori provenienti dal Regno Unito e dagli Stati Uniti ha trovato un modo per prevenire la placcatura al litio nelle batterie dei veicoli elettrici, il che potrebbe portare a tempi di ricarica più rapidi. L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.

La placcatura al litio è un fenomeno che può verificarsi nelle batterie agli ioni di litio durante la ricarica rapida. Si verifica quando gli ioni di litio si accumulano sulla superficie dell'elettrodo negativo della batteria invece di intercalarsi al suo interno, formando uno strato di litio metallico che continua a crescere. Ciò può danneggiare la batteria, ridurne la durata e causare cortocircuiti che possono provocare incendi ed esplosioni.

Il dottor Xuekun Lu spiega che la placcatura al litio può essere notevolmente mitigata ottimizzando la microstruttura dell'elettrodo negativo in grafite. L'elettrodo negativo di grafite è costituito da minuscole particelle distribuite casualmente e la messa a punto della morfologia delle particelle e dell'elettrodo per un'attività di reazione omogenea e una ridotta saturazione locale del litio è la chiave per sopprimere la placcatura al litio e migliorare le prestazioni della batteria.

"La nostra ricerca ha rivelato che i meccanismi di litiazione delle particelle di grafite variano in condizioni distinte, a seconda della loro morfologia superficiale, dimensione, forma e orientamento. Ciò influenza in gran parte la distribuzione del litio e la propensione alla placcatura al litio", ha affermato il dottor Lu. “Con l’aiuto di un pionieristico modello di batteria 3D, possiamo catturare quando e dove inizia la placcatura al litio e quanto velocemente cresce. Si tratta di una svolta significativa che potrebbe avere un impatto importante sul futuro dei veicoli elettrici”.

Lo studio fornisce nuove informazioni sullo sviluppo di protocolli avanzati di ricarica rapida migliorando la comprensione dei processi fisici di ridistribuzione del litio all’interno delle particelle di grafite durante la ricarica rapida. Questa conoscenza potrebbe portare a un processo di ricarica efficiente riducendo al minimo il rischio della placcatura al litio.

Oltre a tempi di ricarica più rapidi, lo studio ha anche scoperto che il perfezionamento della microstruttura dell'elettrodo di grafite può migliorare la densità energetica della batteria. Ciò significa che le auto elettriche potrebbero viaggiare più lontano con una singola carica.

Questi risultati rappresentano un importante passo avanti nello sviluppo delle batterie per veicoli elettrici. Potrebbero portare ad auto elettriche con ricarica più rapida, più durature e più sicure, il che le renderebbe un’opzione più attraente per i consumatori.

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