I ricercatori cinesi hanno progettato un nuovo componente della batteria al litio che promette di estendere notevolmente l’autonomia dei veicoli elettrici (EV), potenzialmente raddoppiandola senza aumentare le dimensioni o il peso della batteria. Questa innovazione risolve i principali limiti dell’attuale tecnologia agli ioni di litio, tra cui la densità energetica e le prestazioni nei climi freddi.
Il problema con le batterie al litio esistenti
Le tradizionali batterie al litio si basano sulla dissoluzione dei sali di litio in solventi per consentire il movimento degli ioni e generare elettricità. Tuttavia, questi solventi richiedono grandi volumi, ostacolando la miniaturizzazione e spesso hanno prestazioni inferiori a temperature inferiori allo zero. I sistemi esistenti con elettrolita liquido faticano a superare i ~350 wattora per chilogrammo (Wh/kg), spingendo molti produttori verso alternative più complesse allo stato solido.
La nuova svolta: solventi per idrocarburi fluorurati
Il gruppo di ricerca dell’Università di Nankai ha introdotto un solvente “idrocarburo fluorurato”. Questo solvente migliora la dissoluzione del sale di litio, riducendo significativamente la quantità di elettrolita necessaria e aumentando l’efficienza. A differenza delle tradizionali interazioni litio-ossigeno, questo sistema consente un rilascio di ioni e un trasferimento di carica più rapido, due processi che tipicamente si oppongono l’uno all’altro.
“L’attrazione più debole del fluoro sul litio aiuta a risolvere questo problema”, spiega il professor Zhao Qing dell’Università di Nankai.
Questo nuovo sistema elettrolitico raggiunge densità di energia superiori a 700 Wh/kg a temperatura ambiente e quasi 400 Wh/kg a -50°C. Questa prestazione rivaleggia con quella delle batterie allo stato solido pur mantenendo i vantaggi degli elettroliti liquidi (costi inferiori, produzione più semplice).
Implicazioni per i veicoli elettrici e oltre
Le implicazioni sono significative: i veicoli elettrici che attualmente raggiungono i 500 km con una singola carica potrebbero teoricamente superare i 1.000 km con questa nuova tecnologia delle batterie. I ricercatori ritengono che l’innovazione non solo estenderà la portata, ma migliorerà anche l’usabilità nelle regioni fredde dove le prestazioni della batteria spesso peggiorano.
Inoltre, il funzionamento costante della batteria a temperature estreme suggerisce potenziali applicazioni in droni e veicoli ad alta quota. Lo sviluppo rappresenta un salto sostanziale nella tecnologia di accumulo dell’energia, riducendo il divario tra le prestazioni delle batterie a stato solido e liquide.
La maggiore efficienza di questo sistema potrebbe accelerare l’adozione dei veicoli elettrici affrontando l’ansia da autonomia e migliorando le prestazioni nel mondo reale, in particolare in climi difficili.
