Auto elettriche: batterie agli ioni di litio non infiammabili grazie ad un nuovo elettrolita?

Un elettrolita non infiammabile per batterie agli ioni di litio potrebbe risolvere molti problemi alle auto elettriche

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I ricercatori dello SLAC National Accelerator Laboratory e della Stanford University hanno sviluppato un elettrolita non infiammabile per batterie agli ioni di litio che consente ai dispositivi di continuare a funzionare a temperature elevate senza provocare un incendio. Fino ad ora, l’elettrolita infiammabile utilizzato nelle batterie agli ioni di litio ha causato il blocco di alcune di esse e l’incendio quando la loro temperatura aumenta troppo. Più volte vi abbiamo riportato di incendi di auto elettriche che sono stati spenti con grande difficoltà.

Batterie agli ioni di litio non infiammabili grazie ad un nuovo elettrolita?

La ragione di ciò è che gli elettroliti convenzionali sono costituiti da un sale di litio disciolto in un solvente organico liquido, come etere o carbonato. Sebbene questo solvente migliori le prestazioni della batteria aiutando a spostare gli ioni di litio è però altamente infiammabile.

Le batterie generano calore durante il funzionamento. E se ci sono forature o difetti in una batteria, si surriscalda rapidamente. A temperature superiori a 140 gradi F, le piccole molecole di solvente nell’elettrolita iniziano ad evaporare, trasformandosi da liquido a gas e gonfiando una batteria come un pallone, finché il gas non prende fuoco e tutto va in fiamme.

Negli ultimi 30 anni, i ricercatori hanno sviluppato elettroliti non infiammabili come gli elettroliti polimerici, che utilizzano una matrice polimerica invece della classica soluzione sale-solvente per spostare gli ioni. Tuttavia, queste alternative più sicure non spostano gli ioni con la stessa efficienza dei solventi liquidi, quindi le loro prestazioni non sono state all’altezza di quelle degli elettroliti convenzionali.

Questo è il motivo per cui il team SLAC/Stanford voleva produrre un elettrolita a base di polimero che potesse offrire sia sicurezza che prestazioni. Guidato da Rachel Z Huang, prima autrice dello studio che presenta l’elettrolita, il gruppo ha deciso di aggiungere un sale di litio chiamato LiFSI a un elettrolita a base di polimero progettato e sintetizzato da Jian-Cheng Lai, uno studioso postdottorato alla Stanford University e co-primo autore dell’articolo.

A differenza di altri elettroliti a base di polimeri, anche questo conteneva molecole di solventi infiammabili. Tuttavia, l’elettrolita complessivo, noto come elettrolita non infiammabile ancorato al solvente (SAFE), si è dimostrato non infiammabile alle alte temperature durante i test in una batteria agli ioni di litio. “Con SAFE non c’è bisogno di cambiare nessuna delle impostazioni di produzione”, ha detto Huang. La scienziata e i suoi colleghi ritengono che un’applicazione di SAFE possa essere nelle auto elettriche.

Spiegano che se le molteplici batterie agli ioni di litio di un’auto elettrica sono troppo vicine tra loro, possono riscaldarsi a vicenda, il che potrebbe portare a surriscaldamento e incendio. Ma, se un’auto elettrica contiene batterie riempite con un elettrolita come SAFE che è stabile alle alte temperature, le sue batterie possono essere imballate l’una vicino all’altra senza la preoccupazione del surriscaldamento.

Oltre a mitigare il rischio incendio, questo significa meno spazio occupato dai sistemi di raffreddamento e più spazio per le batterie. Più batterie aumentano la densità energetica complessiva, il che significa che l’auto potrebbe durare più a lungo tra una ricarica e l’altra.

13/12/2022

fonte: Motorionline