Il nanodiamante impedisce l’incendio delle batterie al litio nei cellulari

I ricercatori hanno scoperto che i nanodiamanti – piccole particelle di diamanti 10.000 volte più piccole del diametro dei capelli – possono impedire il corto circuito e incendi nelle batterie al litio ampiamente utilizzate in dispositivi mobili come i cellulari e computer portatili.
Il nuovo processo può trasformare la soluzione elettrolita – componente chiave della maggior parte delle batterie – in una protezione contro il processo chimico che porta a catastrofi correlate alla batteria.
I ricercatori nello studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, hanno descritto un processo con cui i nanodiamanti riducono la deposizione elettrochimica, chiamata placcatura, può portare al pericoloso cortocircuito delle batterie agli ioni di litio.
Yury Gogotsi, professore presso la Drexel University College of Engineering di Philadelphia, negli Stati Uniti, ha detto:
«Prevediamo che il primo utilizzo della nostra tecnologia sarà in applicazioni meno critiche, non nei cellulari o nelle batterie per auto. Per garantire la sicurezza, gli additivi agli elettroliti, come i nanodiamanti, devono essere combinati con altre precauzioni, come ad esempio utilizzare elettroliti non infiammabili, materiali elettrodi più sicuri e separatori più robusti.
Poiché le batterie sono utilizzate e caricate, la reazione elettrochimica provoca il movimento degli ioni tra i due elettrodi di una batteria, che è l’essenza di una corrente elettrica. Nel tempo, questo riposizionamento di ioni può creare accumulazioni simili alle stalattiti che si formano all’interno di una grotta, nelle batterie sono chiamate dendriti, sono una delle principali cause del malfunzionamento della batteria al litio.
I dendriti che si formano nel tempo all’interno della batteria, possono raggiungere il punto in cui spingono attraverso il separatore (è una pellicola porosa polimerica, nella batteria impedisce la parte caricata positivamente di toccare la parte caricata negativamente): quando il separatore è violato, si può verificare un cortocircuito che può anche provocare un incendio poiché la soluzione elettrolita nella maggior parte delle batterie agli ioni di litio è molto infiammabile.
La struttura delle attuali batterie per evitare la formazione di dendrite e ridurre al minimo la probabilità d’incendio, comprende un elettrodo in grafite riempito di litio anziché puro litio. L’uso di grafite per il litio impedisce la formazione di dendriti.
Il nuovo studio ha dimostrato che la miscelazione di nanodiamanti nella soluzione elettrolita di una batteria agli ioni di litio, attraverso 100 cicli di carica e scarica rallenta a zero la formazione di dendrite. La scoperta significa che è possibile ottenere un grande accumulo di energia perché la formazione di dendrite può essere eliminata con gli elettrodi di litio.
E’ solo l’inizio di un processo che potrebbe eventualmente vedere additivi elettrolitici, come i nanodiamanti, ampiamente utilizzati per produrre batterie al litio sicure con un’elevata densità energetica».

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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