Prodotta la prima batteria al litio che non può esplodere

L'alimentazione dei dispositivi mobile viene delegata alla tecnologia che ad oggi riteniamo più adeguata e conveniente, quella che troviamo nelle batterie agli ioni di litio. Efficienti e capaci di consentire un grosso numero di cicli di carica, queste batterie sono state spesso causa di gravi incidenti: infatti, in concomitanza di temperature elevate o difetti di fabbricazione possono espandersi e, nei casi peggiori, prendere fuoco. Ma la Stanford University ha trovato una soluzione al problema.

Considerando l'estrema diffusione di gadget e dispositivi mobile, il progetto della Stanford University si configura come molto interessante. Possiamo trovare batterie agli ioni di litio sui portatili, sugli smartphone che teniamo in tasca e, negli ultimi periodi, anche in mezzi di trasporto come automobili, scooter elettrici e hoverboard. Parecchie compagnie hanno cercato di progettare batterie più resistenti, meno inclini ad incendiarsi e al tempo stesso sufficientemente economiche per il mercato di massa.

Per ottenere questi obiettivi, il prototipo annunciato dalla Stanford University introduce un "ingrediente segreto" alla ricetta delle batterie agli ioni di litio in modo da renderle virtualmente a prova di esplosione. Le batterie della Stanford utilizzano un minuscolo strato di polietilene con piccole particelle di nichel integrato fra uno degli elettrodi e il collettore di corrente in metallo. A temperature di esercizio normali, i piccoli pezzi di nichel si toccano l'uno con l'altro e la corrente continua a scorrere.

A temperature più elevate rispetto a quelle considerate normali la pellicola di plastica si espande facendo allontanare le piccole particelle di nichel che, non toccandosi più, impediscono il passaggio degli elettroni. I ricercatori fanno notare che per evitare il decadimento del nichel nel corso del tempo hanno rivestito le particelle con del grafene. Con il prototipo la Stanford University sostiene di essere in grado di stabilire il range di temperature in cui opera la batteria valutando esclusivamente l'espansione e la contrazione della pellicola.

Oltre ad essere poco costoso e semplice da implementare, i ricercatori di Stanford affermano che questo approccio ha una caratteristica importantissima, ovvero è reversibile. Nel caso di una piccola espansione la batteria si disattiva e una volta che torna di nuovo a temperature accettabili la pellicola si restringe, le nanoparticelle tornano in contatto fra di loro, e la batteria continua a funzionare normalmente. Insomma, evitando espansioni eccessive per la batteria si prolunga drammaticamente la sua vita media.

"Sono state provate diverse strategie per risolvere il problema degli incendi accidentali nelle batterie agli ioni di litio", ha dichiarato Zhenan Bao, professore di ingegneria chimica a Stanford. "Abbiamo progettato la prima batteria che può essere spenta e riaccesa durante i cicli di riscaldamento e raffreddamento ripetuti senza compromettere le prestazioni". Fra i membri che hanno lavorato sul progetto citiamo inoltre Zheng Chen, Po-Chun Hsu, Jeffrey Lopez, Yuzhang Li, John W. F. To, Nan Liu, Chao Wang, Sean C. Andrews, Jia Liu e Yi Cui.