Gli ingegneri dell’Università della California, San Diego, hanno collaborato con i ricercatori di LG Energy Solution per creare una batteria completamente solida ad alte prestazioni con un anodo di silicio puro. Questa nuova tecnologia delle batterie potrebbe rendere le auto elettriche del futuro più economiche perché utilizza un anodo interamente in silicio, che offre un’elevata densità di energia, una maggiore durata e capacità di ricarica rapida.

La nuova tecnologia delle batterie è descritta nello studio dal titolo “Anodi di silicio ad alto carico privi di carbonio abilitati da elettroliti solidi di solfuroPubblicato nell’ultimo numero della rivista Scienza.

(Foto: Pixabay)
Gli ingegneri sviluppano la tecnologia delle batterie a stato solido che potrebbe rendere più economiche le future auto elettriche

L’uso di anodi di silicio per sostituire la grafite

Una batteria al silicio a stato solido utilizza sia un elettrolita a stato solido che un anodo realizzato interamente in silicio. secondo Titoli AndroidI primi cicli di test sulla nuova tecnologia delle batterie hanno dimostrato che è sicura, duratura e fornisce un’elevata densità di energia.

Gli anodi di grafite vengono utilizzati nella produzione di batterie, ma oggi gli anodi di silicio sono preferiti per le batterie agli ioni di litio perché hanno una densità dieci volte maggiore. Tuttavia, si degradano rapidamente con gli elettroliti liquidi, quindi non tutti gli anodi di silicio vengono utilizzati nelle batterie commerciali agli ioni di litio.

Ma la nuova tecnologia promette un percorso verso l’utilizzo di tutti gli anodi di silicio utilizzando elettroliti solidi invece di elettroliti liquidi. L’autore principale dello studio Darren HS Tan ha affermato che questa nuova tecnologia delle batterie apre una nuova area per le batterie a stato solido che utilizzano anodi di silicio.

Le batterie a stato solido di nuova generazione utilizzano anodi metallici al litio che richiedono 60 °C (140 °F) durante la ricarica, ma ciò significa che sono poco pratiche nei climi più freddi. D’altra parte, gli anodi in silicio superano questa limitazione mantenendo un’elevata densità di energia e consentendo una ricarica più rapida a temperatura ambiente.

Crea una batteria a stato solido

Centro notizie UCSD Ha riferito che il team ha eliminato il carbonio e i leganti dagli anodi di silicio e ha utilizzato il microsilicio che è meno costoso e meno elaborato rispetto alle nanoparticelle di silicio. Inoltre, hanno utilizzato elettroliti solidi a base di solfuro invece di elettroliti liquidi.

Ciò ha aiutato i ricercatori a evitare una serie di problemi quando gli anodi erano immersi in elettroliti organici liquidi mentre le batterie erano in funzione. Inoltre, ridurre drasticamente il contatto interfacciale e gli effetti collaterali con l’elettrolita solido per prevenire la perdita di capacità che normalmente si verifica negli elettroliti liquidi.

Ciò ha dimostrato che le batterie che utilizzano tutti gli anodi di silicio contengono elettroliti solidi molto stabili che possono mantenere una capacità dell’80% anche dopo 500 cicli di carica e scarica a temperatura ambiente.

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La nuova tecnologia delle batterie potrebbe rivoluzionare i veicoli elettrici

“L’approccio al silicio a stato solido supera molte limitazioni nelle batterie convenzionali. Offre opportunità entusiasmanti per soddisfare le richieste del mercato di maggiore potenza volumetrica, costi inferiori e batterie più sicure, in particolare per lo stoccaggio dell’energia di rete”, ha affermato Tan nel comunicato stampa.

Tan, CEO e co-fondatore di UNIGRID Battery, ha concesso in licenza la nuova tecnologia delle batterie. Il team ha trovato un’ottima opportunità per usarlo Elettroliti solidi a base di solfuro Per creare un anodo altamente stabile da utilizzare nelle batterie commerciali.

I ricercatori hanno affermato che una batteria completamente allo stato solido potrebbe rivoluzionare la produzione di auto elettriche e renderle più economiche. Myung-Hwan Kim, responsabile acquisti di LG Energy Solution, ha affermato che continuerà ad espandere questa ricerca con il team di UCSD per far progredire la tecnologia più recente nella ricerca di celle di batteria di prossima generazione.
https://www.youtube.com/watch?v=ON64JH_1lrM

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