Chì sò e batterie à u statu solidu flexible?

Un gruppu di scientisti internaziunali anu sviluppatu un novu tipu di batteria di u statu solidu chì puderia aumentà a gamma di veiculi elettrici è prevene incendi in laptops è smartphones. L'autori descrizanu e so scuperte in Advanced Energy Materials. Sustituendu l'elettroliti liquidi utilizati in batterie ricaricabili cunvinziunali cù "solidi", ceramichi sò capaci di pruduce batterie più efficaci è di longa durata chì sò ancu più sicure per l'usu. I ricercatori speranu chì questi vantaghji ponu apre a strada per batterie più efficaci è più verdi per ogni tipu di dispusitivi cumpresi i vitture elettriche.

L'autori di u studiu, da i Stati Uniti è u Regnu Unitu, anu esploratu alternative à l'elettroliti liquidi in batterie di ioni di litiu dapoi qualchì tempu. In u 2016 anu annunziatu u sviluppu di una batteria di u statu solidu chì puderia operà à più di duie volte a tensione di e cellule di ioni di lithium cunvinziunali, ma cù efficienza simile.

Mentre u so ultimu disignu rapprisenta una mellura significativa in questa versione precedente, u prufessore di ricerca Donald Sadoway di u MIT nota chì ci hè sempre spaziu per migliurà: "Ottene una alta conduttività ionica in materiali ceramichi à temperature elevate pò esse difficiule", spiegò. "Questu hè statu un successu avanzatu". I circadori speranu chì, dopu avè pruvatu queste batterie migliurate, saranu adattati per i veiculi elettrici o ancu l'aviò.

In e batterie à u statu solidu, i danni causati da u surriscaldamentu sò prevenuti cù l'elettroliti ceramichi piuttostu cà i liquidi infiammabili. Se a bateria hè dannata è cumencia à surriscaldarà i caratteri di l'elettroliti ceramichi piuttostu chè igniting, chì impediscenu di piglià u focu. I pori in a struttura di questi materiali solidi li permettenu ancu di portà una carica assai più alta di carica elettrica cù ioni chì si movenu attraversu una rete estesa in u solidu.

Queste caratteristiche significanu chì i scientisti anu sappiutu aumentà a tensione è a capacità di e so batterie cumparatu cù quelli chì cuntenenu elettroliti liquidi infiammabili. In fattu, hà dettu u prufessore Sadoway: "Avemu dimustratu una cellula di lithium-air cù 12 volti chì operanu à 90 gradi C [194 ° F]. Hè più altu ch'è qualcunu hà ottenutu".

Stu novu disignu di batterie hà altri vantaghji potenziali nantu à l'elettroliti inflammabili, cumpresu u fattu chì l'elettroliti ceramichi sò generalmente più stabili di quelli organici. "A cosa maravigghiusa hè quantu hà travagliatu", disse u prufessore Sadoway. "Avemu pigliatu più energia da sta cellula chè avemu messu in ella".

Questa stabilità puderia permette à i pruduttori di imballà un gran numaru di cellule di u statu solidu in laptops o vitture elettriche senza avè da preoccupassi di u surriscaldamentu, rendendu i dispositi assai più sicuri è allungendu a so vita funzionale. Attualmente, se sti tipi di batterie si surriscaldenu, correnu u risicu di catturà u focu - cum'è accadutu recentemente cù u telefunu Samsung Galaxy Note 7. I fiammi risultanti ùn puderanu micca sparghje perchè ùn ci hè micca aria in e cellule per sustene a combustione; infatti, ùn puderanu micca sparghje fora di u situ di u dannu iniziale.

Questi materiali solidi sò ancu assai longu; in cuntrastu, certi tentativi di fà batterie di ioni di lithium cù l'elettroliti liquidi infiammabili, chì operanu à temperature più alti (più di 100 ° C) chjappà in rutina dopu à 500 o 600 cicli. L'elettroliti ceramichi ponu sustene più di 7500 cicli di carica / scaricamentu senza catturà u focu ".

I novi risultati puderanu esse assai significativi sia per allargà a gamma di EVs sia per prevenzione di incendi di smartphone. Sicondu Sadoway: "Generazioni più vechje di batterie avianu piombo à l'acidu [car] starter batteries. Anu avutu una corta gamma, ma eranu incredibbilmente affidabili ", disse chì aghjunghjenu chì a so debulezza imprevista era chì "s'ellu era più caldu di circa 60 ° C allora. piglieria u focu ".

E batterie di ioni di litiu d'oghje, spiega, sò un passu da questu. "Anu una longa gamma, ma ponu esse dannighjati da un surriscaldamentu severu è da u focu", hà dettu aghjustendu chì a nova batteria di u statu solidu hè potenzalmentu un "avanzata fundamentale" perchè puderia purtà à dispusitivi assai più affidabili è più sicuri.

I scientisti di u MIT pensanu chì sta tecnulugia puderia piglià cinque anni per esse largamente utilizata, ma ancu prima di l'annu prossimu speranu di vede sti tipi di batterie in i telefoni smartphones da i grandi fabricatori cum'è Samsung o Apple. Anu ancu nutatu chì ci sò assai usi cummirciali per queste cellule in più di i telefoni, cumpresi laptops è veiculi elettrici.

Tuttavia, u prufessore Sadoway avvisa chì ci hè ancu un modu per andà prima chì a tecnulugia hè perfetta. "Avemu una cellula chì pare veramente eccellente, ma hè assai primi tempi... Avemu ancu da fà cellule cù elettrodi di densità di grande putenza à grande scala".

Sadoway crede chì sta scuperta serà largamente aduttata immediatamente perchè hà u putenziale micca solu di alimenterà EVs cù una gamma assai più grande, ma ancu di prevene potenzialmente incendi di smartphone. Forse più sorprendente hè a so prediczione chì e batterie à u statu solidu puderanu esse aduprate universalmente in menu di cinque anni una volta chì a maiò parte di i fabricatori sò cunvinti di a so sicurezza è affidabilità.