I progressi nella tecnologia delle batterie potrebbero trasformare le prestazioni degli EV

I recenti progressi nella tecnologia delle batterie potrebbero aprire la strada a significativi miglioramenti nell'immagazzinamento dell'energia e nelle prestazioni dei veicoli elettrici (EV), in particolare in ambienti difficili. I ricercatori dell'Andlinger Center for Energy and the Environment dell'Università di Princeton hanno fatto importanti scoperte che potrebbero portare allo sviluppo di batterie allo stato solido senza anodi. Questa innovazione potrebbe svolgere un ruolo cruciale nel migliorare le capacità dei veicoli elettrici e di altri dispositivi elettronici.

La preoccupazione per l'autonomia dei veicoli elettrici, in particolare su terreni montuosi o a temperature estreme, è stata un problema persistente sia per i produttori che per gli utenti. Come ha spiegato Kelsey Hatzell, professore associato a Princeton, "Se riusciamo a introdurre con successo queste batterie emergenti, possiamo accedere a densità energetiche impossibili con le batterie convenzionali". La capacità di creare batterie in grado di offrire oltre 500 miglia con una singola carica rappresenta una potenziale svolta nel mercato dei veicoli elettrici, trasformando la percezione dell'autonomia dei veicoli in un modo che include la fattibilità dell'aviazione elettrificata.

Gli attuali progressi nella tecnologia delle batterie ruotano in gran parte intorno alle batterie agli ioni di litio allo stato solido, considerate il "Santo Graal" dell'accumulo di energia. A differenza delle batterie tradizionali che utilizzano elettroliti liquidi o gel, le batterie allo stato solido incorporano elettroliti non liquidi, che le rendono più sicure, più stabili e in grado di caricarsi più velocemente. Inoltre, i progetti allo stato solido raggiungono una maggiore densità energetica, offrendo opportunità per sistemi di batterie più compatti ed efficienti.

L'approccio innovativo delle batterie allo stato solido senza anodo prevede l'eliminazione dell'elettrodo con carica negativa, noto come anodo. Questo cambiamento non solo semplifica la costruzione della batteria, ma ha anche il potenziale per ridurre significativamente i costi di produzione. Hatzell ha osservato: "Se si potesse assemblare una batteria senza anodo di litio-metallo, si ridurrebbero notevolmente i costi sfruttando i processi produttivi esistenti". Tuttavia, il passaggio a questa tecnologia non è privo di sfide. Una delle principali preoccupazioni è garantire un contatto affidabile tra i collettori di corrente e l'elettrolita solido. Le ricerche indicano che l'applicazione di pressione può migliorare il contatto, ma può anche indurre crepe fisiche che possono portare al fallimento della batteria.

Per sfruttare efficacemente il potenziale di queste batterie, i ricercatori devono risolvere il problema del mantenimento di un contatto solido alle basse pressioni, che rappresenta un ostacolo significativo data la quasi impossibilità di creare elettroliti privi di difetti durante la produzione. Gli studi in corso stanno esplorando varie soluzioni, tra cui l'uso di nanoparticelle di carbonio e argento come intercalari sui collettori di corrente per migliorare le prestazioni.

L'impegno per rendere le batterie allo stato solido commercialmente valide comporta un'intensa competizione tra aziende, case automobilistiche e istituzioni accademiche a livello globale. La corsa di più parti interessate a fare da pioniere in questa tecnologia, i risultati dei loro sforzi potrebbero ridisegnare il panorama dell'accumulo di energia e della mobilità elettrica, presentando eccitanti possibilità per i progressi futuri. Gli sviluppi dell'Andlinger Center sottolineano la continua evoluzione nel campo della tecnologia delle batterie, evidenziando il ruolo critico che essa svolge nella transizione verso soluzioni di trasporto più sostenibili.