Gli scienziati del Pacific Northwest National Laboratory riportano nuove scoperte su come rendere un catodo monocristallino ricco di nichel più resistente ed efficiente. Il catodo è un componente fondamentale nelle batterie agli ioni di litio, che sono comuni nei veicoli elettrici oggi e non solo. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per creare batterie che forniscano più energia, durino più a lungo e siano meno costose da produrre. Batterie agli ioni di litio migliorate sono fondamentali per una più ampia adozione di veicoli elettrici.
Le batterie ottenute dalla tecnologia a cristallo singolo
Le sfide sono tante. L’aspetto semplice di una batteria smentisce la sua complessità e il controllo delle complesse interazioni molecolari all’interno è essenziale affinché il dispositivo funzioni correttamente. Gli scienziati stanno lavorando a modi per immagazzinare più energia nei materiali catodici aumentando il contenuto di nichel. Il nichel è sul tavolo da disegno dei produttori di batterie agli ioni di litio in gran parte a causa del suo costo relativamente basso, ampia disponibilità e bassa tossicità rispetto ad altri materiali per batterie chiave, come il cobalto. “I materiali catodici ricchi di nichel hanno un reale potenziale per immagazzinare più energia”, ha detto Jie Xiao, autore corrispondente dell’articolo. “Ma la distribuzione su larga scala è stata una sfida”.
Scienziati come Xiao stanno cercando di eludere molti di questi problemi usano la tecnologia a cristallo singolo. I ricercatori, infatti, hanno sviluppato un processo per far crescere cristalli ad alte prestazioni in sali fusi, cloruro di sodio, comune sale da cucina, ad alta temperatura.
È simile ai catodi ricchi di nichel: un aggregato di piccoli cristalli è molto più vulnerabile all’ambiente circostante rispetto a un singolo cristallo in determinate condizioni, specialmente quando c’è un alto contenuto di nichel, poiché il nichel è incline a indurre reazioni chimiche indesiderate. Nel tempo, con ripetuti cicli della batteria, gli aggregati vengono infine polverizzati, rovinando la struttura del catodo. Tramite questo metodo, la durata e salute della batteria viene notevolmente ampliata.
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