I ricercatori hanno sviluppato una nuova batteria al litio-zolfo con una capacità cinque volte più grande delle migliori batterie agli ioni di litio che alimentano telefoni cellulari e auto elettriche. Mahdokht Shaibani, un ricercatore della Monash University di Melbourne, in Australia, è all’origine di questa potente batteria che potrebbe cambiare il futuro dei smartphone.
Questa nuova batteria ha un’efficienza del 99% per oltre 200 cicli e una versione commerciale della dimensione di una batteria potrebbe alimentare gli ultimi telefoni cellulari per cinque giorni.
Il problema più grande con le batterie al litio-zolfo è che la capacità dell’elettrodo di zolfo di immagazzinare energia è così grande che alla fine si “sbriciola” con ripetuti cicli di carica e scarico. Per prolungare la durata della batteria, è necessario ridurne la capacità di ricarica. Questo perché l’elettrodo di zolfo si espande e si contrae ogni volta che si carica e fornisce energia, con una variazione di volume di circa il 78%. Il cambiamento di volume si verifica anche sugli elettrodi delle batterie agli ioni di litio, ma a una frequenza otto volte inferiore.
Per evitare che l’elettrodo si disintegri nella nuova batteria, i ricercatori hanno dato alle particelle di zolfo più spazio per espandersi e contrarsi.
Quali orizzonti per la nuova batteria
In genere, le batterie al litio-zolfo prevedono l’aggiunta di materiali che legano le particelle all’interno in modo che la batteria non si rompa quando si espande. Shaibani ha usato una quantità minore di materiale legante il polimero sull’elettrodo e ha creato strutture più distanziate tra le particelle di zolfo.
Secondo l’articolo scientifico, pubblicato il 3 gennaio su Science Advances, il polimero crea ponti tra le particelle – piuttosto che una fitta rete – che bilanciano la resistenza della batteria alla rottura con la sua capacità di scaricare una grande quantità di energia.
Questa nuova batteria al litio-zolfo potrebbe essere in grado di ridurre drasticamente il costo delle batterie delle auto elettriche, poiché lo zolfo è abbondante ed estremamente economico.
Tuttavia, questo tipo di batterie deve affrontare problemi etici simili alle batterie agli ioni di litio. “Per avere energia molto più economica e batterie più etiche, abbiamo bisogno di un sistema di accumulo di energia radicalmente nuovo” , afferma Shaibani.
I ricercatori continueranno a testare i prototipi di queste batterie al fine di produrle commercialmente in Australia nei prossimi anni.
