Velocità di ricarica delle batterie al litio triplicata grazie ad una nuova ricerca

Velocità di ricarica delle batterie al litio triplicata grazie ad una nuova ricerca

Una nuova ricerca capitanata da alcune istituzioni accademiche giapponesi potrebbe portare a tempistiche di ricarica notevolmente ridotte per le batterie agli ioni di litio

di Nino Grasso pubblicata il , alle 15:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

Le batterie agli ioni di litio sono note per avere un'ottima densità energetica e tempi di scarica relativamente molto bassi. Nonostante il loro uso sia particolarmente aumentato nel corso degli ultimi anni grazie alla diffusione dei sistemi portatili e mobile, la configurazione chimica di base è rimasta sostanzialmente invariata per più di dieci anni.

La Facoltà di Ingegneria dell'Università di Tokyo, in collaborazione con l'Università di Kyoto e del National Institute for Material Science giapponese, avrebbero trovato un nuovo possible elettrolita che potrebbe essere integrato all'interno della miscela della singola cella delle batterie.

La nuova sostanza elettrolita presenta valori di reattività e resistenza al degrado molto elevati, assieme a proprietà accessorie che potrebbero considerevolmente aumentare il rendimento globale delle attuali batterie agli ioni di litio. Fino ad ora, solitamente, gli alti livelli di concentrazione sono di solito associati a basse reattività, che portano a performance elettrolitiche relativamente scarse.

La nuova miscela elettrolita utilizza un solvente quattro volte più concentrato rispetto alle sostanze solitamente utilizzate nelle tecnologie agli ioni di litio attuali, come ad esempio il carbonato di etilene. Le proprietà fisiche della miscela, in base alle parole delle organizzazioni coinvolte nella ricerca, permetteranno la possibilità di sviluppare batterie agli ioni di litio in grado di essere ricaricate più velocemente, garantendo molta più energia elettrica per unità di tempo.

Nello specifico, l'obiettivo ultimo della ricerca è di contrarre i tempi di ricarica fino ad un terzo rispetto alle tempistiche richieste dalle tecnologie attuali, aumentando il voltaggio nominale della cella standard agli ioni di litio da 3 a 5V. Se i vantaggi appaiono enormi per quanto riguarda la ricarica di smartphone e tablet, una ricerca di questo tipo è orientata soprattutto alle più moderne tecnologie elettriche dell'industria dell'automotive.

Si tratta infatti di un risultato ampiamente richiesto nel settore automobilistico, dal momento che potrebbe dare la spinta necessaria per il decollo delle vetture a motore elettrico, in cui il tempo di ricarica delle batterie integrate rappresenta di gran lunga il difetto più evidente.

18 Commenti
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Ora9227 Marzo 2014, 15:50 #1
ma a chi gli importarta se la macchina si ricarica prima? Io continuerò a girare col mio a benzina che vado a tavoletta! Più che altro che si sbrighinoa implementare queste innovazioni negli smartphone!
qboy27 Marzo 2014, 18:08 #2
Originariamente inviato da: Ora92
ma a chi gli importarta se la macchina si ricarica prima? Io continuerò a girare col mio a benzina che vado a tavoletta! Più che altro che si sbrighinoa implementare queste innovazioni negli smartphone!


ma infatti il punto è che ogni giorno quasi ci sono scoperte su scoperte sulle batterie,tecnologie modalità bla bla bla ma intanto nella realtà siamo ancora come 10 anni fa
(IH)Patriota27 Marzo 2014, 18:09 #3
Originariamente inviato da: Ora92
ma a chi gli importarta se la macchina si ricarica prima? Io continuerò a girare col mio a benzina che vado a tavoletta! Più che altro che si sbrighinoa implementare queste innovazioni negli smartphone!


Con colonne ad alta tensione la Leaf (Nissan) oggi si carica all' 80% (160km di autonomia) in 30 minuti, farli diventare 10 minuti non è cosa di poco conto insieme al fatto che il costo chilometrico è di circa 1/6 rispetto ad un moderno naftone.

Stringere i tempo potrebbe far diventare interessante l' auto elettrica anche per quelli che non hanno il box personale in cui caricare l' auto, a quelli che hanno paura di restare a "secco" ecc..ecc.. aumentando la diffusione il costo del veicolo dovrebbe andare a scendere.

Oggi di fatto una elettrica costa così tanto in più che con l' equivalente in carburante ci fai 100/120.000 km e quei soldi li devi cacciare subito...
carlottoIIx627 Marzo 2014, 18:48 #4
Originariamente inviato da: (IH)Patriota
Con colonne ad alta tensione la Leaf (Nissan) oggi si carica all' 80% (160km di autonomia) in 30 minuti, farli diventare 10 minuti non è cosa di poco conto insieme al fatto che il costo chilometrico è di circa 1/6 rispetto ad un moderno naftone.

Stringere i tempo potrebbe far diventare interessante l' auto elettrica anche per quelli che non hanno il box personale in cui caricare l' auto, a quelli che hanno paura di restare a "secco" ecc..ecc.. aumentando la diffusione il costo del veicolo dovrebbe andare a scendere.

Oggi di fatto una elettrica costa così tanto in più che con l' equivalente in carburante ci fai 100/120.000 km e quei soldi li devi cacciare subito...


le auto elettriche sono una bufala perché l'energia elettrica viene dalla combustione di fossili. ora se tutta l'energia elettrica fosse pulita sarebbe bene, ma se devo bruciare petrolio chiaramente si perde poichè le conversioni energetiche sono inefficenti. però non nego possa servire lo stesso, in effetti le auto ibride hanno un senso, basta pensare al recupero delle energia in frenata o in discesa che potrebbe essere immagazinata in una batteria che si carica velocemente e usata dopo con un motorino elettrico, in questo casi si risparmia carburante, perchè è energia che va normalmente in calore.
lucusta27 Marzo 2014, 19:28 #5
Il "nuovo elettrolita" non è elettrolitico, in quanto nelle litio sono gli ioni di litio a muoversi, ma un disperdente dielettrico, come nei condensatori.
Questo "nuovo elettrolita" è in commercio da una 30ina di anni, ed è già stato usato precedentemente in altre sperimentazioni.
Il problema principale è che i tertafluorosostituiti hanno un peso specifico triplo rispetto all' acetonitrile o il tetraidrofurano ( o solventi ogranici similari con circa 0.75-0.80 g/cm3 contro 1.75-2.10 g/cm3).
Migliorano, e di molto, le caratteristiche di autoscarica (altamente dielettrico), impedimento delle microlacune ( buona viscosità, aumentodella capacità di scarica specifica ( aumento della dissipazione per via della densità e del coefficiente di scambio termico), e quindi riduzione del tempo di ricarica, ma peggiorano, a parità costruttiva, la capacità specifica gravimetrica, perchè il dielettrico pesa semplicemente di più, e quindi l'intera cella pesa di più a pari capacità...
Anni fà furono scartati sia per il costo elevato, sia perchè peggioravano uno degli aspetti critici del tempo, ossia la capacità; oggi l'aspetto critico si è spostato sulla capacità di essere ricaricata velocemente ed il costo è sensibilmente diminuito (come contraltare il costo dell'acn è triplicato - è scarto di produzione dei cruscotti delle auto... meno auto meno acn... 5 anni fà il vosto era schizzato a 10 volte!).
Credo che se non è un PTF-X nuovo, e quindi brevettabile, non si possa proteggere la batteria... e comunque si possono usare lecentinaiadi PTF-X che offre l'industria, con lo stesso vantaggio.
Insomma... tutto bello, ma quando saranno sul mercato.
lucusta27 Marzo 2014, 19:33 #6
Il rendimento medio reale di un'auto a gasolio non supera il 16%, quello di un'auto elettrica si avvicina al 60%, ossia almeno 4 volte superiore.
Il 30-35% è il rendimento massimo di un motore ciclo diesel (turbocompresso), ma non è che sei sempre nella condizione ideale, anzi...
Il motore elettrico, ben proggettato può arrivare ad unrendimento del 98%.
aled197427 Marzo 2014, 20:22 #7
edit
marchigiano27 Marzo 2014, 22:57 #8
Originariamente inviato da: (IH)Patriota
Con colonne ad alta tensione la Leaf (Nissan) oggi si carica all' 80% (160km di autonomia) in 30 minuti, farli diventare 10 minuti non è cosa di poco conto insieme al fatto che il costo chilometrico è di circa 1/6 rispetto ad un moderno naftone.


il costo è 1/6 perchè sull'elettricità non c'è l'accise e tutte le altre mille STR**ZE tasse che ci stanno sui carburanti. se per ipotesi domani girassimo tutti con auto elettriche, lo stato dovrebbe mettere le accise sull'elettricità ed ecco che i costi si equivarrebbero. oggi chi gira a metano, gpl, elettrico, di fatto non paga le tasse, chiamala agevolazione, io la chiamo evasione legalizzata

Originariamente inviato da: lucusta
Il rendimento medio reale di un'auto a gasolio non supera il 16%, quello di un'auto elettrica si avvicina al 60%, ossia almeno 4 volte superiore.
Il 30-35% è il rendimento massimo di un motore ciclo diesel (turbocompresso), ma non è che sei sempre nella condizione ideale, anzi...
Il motore elettrico, ben proggettato può arrivare ad unrendimento del 98%.


si ma ti sfugge che la centrale che produce elettricità ha un rendimento del 40-60% e il trasporto su elettrodotto ti fa perdere almeno un altro 10%...

poi da una parte tieni conto del solo rendimento del motore elettrico, dall'altra consideri tutta la perdita della meccanica e dell'aerodinamica dell'auto... dimentichi anche che ci sono auto che fanno 100km con un litro, non le commercializzano perchè nessuno le comprerebbe (non vanno di moda come le elettriche...)
qboy27 Marzo 2014, 23:15 #9
Originariamente inviato da: marchigiano
il costo è 1/6 perchè sull'elettricità non c'è l'accise e tutte le altre mille STR**ZE tasse che ci stanno sui carburanti. se per ipotesi domani girassimo tutti con auto elettriche, lo stato dovrebbe mettere le accise sull'elettricità ed ecco che i costi si equivarrebbero. oggi chi gira a metano, gpl, elettrico, di fatto non paga le tasse, chiamala agevolazione, io la chiamo evasione legalizzata


ma cosi , correggimi se sbaglio, tu pensi che a prescindere bisogna pagare le stesse accise su tutto come se fosse carburante, non mi pare una bell'idea
keroro.9027 Marzo 2014, 23:56 #10
Originariamente inviato da: marchigiano
il costo è 1/6 perchè sull'elettricità non c'è l'accise e tutte le altre mille STR**ZE tasse che ci stanno sui carburanti. se per ipotesi domani girassimo tutti con auto elettriche, lo stato dovrebbe mettere le accise sull'elettricità ed ecco che i costi si equivarrebbero. oggi chi gira a metano, gpl, elettrico, di fatto non paga le tasse, chiamala agevolazione, io la chiamo evasione legalizzata



si ma ti sfugge che la centrale che produce elettricità ha un rendimento del 40-60% e il trasporto su elettrodotto ti fa perdere almeno un altro 10%...

poi da una parte tieni conto del solo rendimento del motore elettrico, dall'altra consideri tutta la perdita della meccanica e dell'aerodinamica dell'auto... dimentichi anche che ci sono auto che fanno 100km con un litro, non le commercializzano perchè nessuno le comprerebbe (non vanno di moda come le elettriche...)

esattamente....i i due rendimenti (dall'unità di combustibile alla strada percorsa) sono simili...
Auto-elettrica-->0.39 (rendimento rete elettrica nazionale) *0.9 (elettrodotto)* 0,85 (macchina el. (motore+trasmissione)) =29%
Auto-benzina/diesel-->0.3 (rendimento mci medio auto)*0.9 (trasmissione)=27%
Siamo praticamente li....e con un auto benzina/diesel si può recuperare con l'ibrido (vedi Kers F1 o Le Mans) e quindi superare le auto elettriche...

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