Batterie che si scaricano troppo presto, scoperti i meccanismi di degrado

Batterie di nuova generazione più efficienti e sostenibili: l’obiettivo sembra più vicino grazie alla scoperta dei meccanismi che portano al degrado delle batterie comunemente utilizzate e che ne compromettono le prestazioni. Lo studio, che ha guadagnato la copertina della rivista Physical Chemistry Chemical Physics e al quale ha partecipato anche il Politecnico di Milano, assieme a un gruppo internazionale di ricercatori guidati dall'Università Roma Tre e dalla sezione dello stesso Ateneo dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, potrebbe portare a tecnologie elettroniche e automobilistiche più sostenibili e potrebbe anche aprire la strada a nuove applicazioni nel campo dell'energia.

 I ricercatori coordinati da Luca Tortora, di Infn e Roma Tre, e Hussam Bouaamlat dell'Infn hanno analizzato i cambiamenti strutturali che avvengono nelle batterie durante i processi di carica e scarica. In particolare nella grafite, una componente fondamentale sia delle batterie a ioni litio, scelta predominante per veicoli elettrici e dispositivi elettronici portatili, sia di quelle più classiche piombo-acido, che mantengono un ruolo chiave in applicazioni a basso costo e dove l'affidabilità è cruciale, come i camion, i veicoli industriali e lo stoccaggio di energia. Gli autori dello studio hanno utilizzato una combinazione di simulazioni al computer e tecniche di microscopia avanzata per esaminare il fenomeno della formazione di nano-protuberanze nella grafite, che influenzano le prestazioni e la durata dei dispositivi.

I risultati suggeriscono che la distanza tra gli strati di grafite e il trasferimento della carica elettrica sono i fattori chiave nella formazione di queste minuscole protuberanze, fornendo nuove prospettive per il miglioramento delle batterie in generale. "Capire meglio questi processi può portare a batterie più durature e affidabili –  afferma Tortora –  non solo nel campo delle batterie a piombo-acido, ma anche per le batterie al litio”