Batterie di maggior capacità grazie all'alluminio poroso

Sumitomo Electric Industries, azienda giapponese leader nella produzione di cavi e fibre ottiche, ha recentemente dato il via alle operazioni di un piccolo stabilimento produttivo presso Osaka per accelerare lo sviluppo verso la produzione in volumi dell'"Aluminium-Celmet", un particolare materiale metallico che potrà essere utilizzato per la produzione di batterie.

L'Aluminium-Celmet è stato realizzato seguendo una tecnica già impiegata per la realizzazione del Celmet, un metallo poroso prodotto con l'impiego di nickel o lega di nickel e cromo. Il processo di produzione del Celmet consiste nella copertura elettroconduttiva di una schiuma plastica, seguita dalla placcatura in nickel e dalla rimozione della schiuma mediante un trattamento termico.

La peculiarità del Celmet è rappresentata dalla sua porosità, che risulta essere considerevolmente superiore a quella di altri metalli porosi come il tessuto-non-tessuto metallico o la schiuma metallica. La struttura tridimensionale è quella di un reticolato metallico a pori aperti, che consente inoltre la possibilità di modellare il particolare metallo poroso in varie forme tramite tecniche di taglio o di stampaggio. Le caratteristiche del Celmet lo rendono ideale come materiale attivo per la realizzazione degli elettrodi positivi delle batterie al nickel-idrogeno per i veicoli ibridi.

Impiegando un processo simile a quello utilizzato per la realizzazione del Celmet, SEI ha potuto realizzare una controparte in alluminio, l'Aluminium-Celmet. Questo materiale aggiunge alle caratteristiche di porosità del Celmet anche i vantaggi propri dell'alluminio, come un minor peso specifico (1/3 rispetto a quello del nickel), una bassa resistenza elettrica (meno della metà del nickel) ed una maggiore resistenza alla corrosione, che lo rendono ideale per l'uso nelle batterie agli ioni di litio e in batterie che operano con tensioni di carica/scarica elevate, impieghi per i quali in Celmet a base di nickel non può essere impiegato.

L'impiego dell'Aluminium-Celmet come elettrodo positivo in una batteria agli ioni di litio, laddove viene di norma utilizzato un semplice foglio di alluminio, permette di incrementare la quantità di materiale attivo per unità di superficie. Secondo i primi dati forniti da Sumitomo sostituendo all'elettrodo convenzionale di una batteria per veicoli un catodo in Aluminium-Celmet sarebbe possibile incrementare la capacità della batteria da 1,5 a 3 volte a parità di volume oppure, di contro, ridurne il volume da 1/3 a 2/3 a parità di capacità.