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Jun 29, 2023

I ricercatori riescono a caricare un litio

I veicoli elettrici sono infinitamente migliori per l’ambiente rispetto a quelli alimentati a gas, ma devono ancora essere ampiamente adottati. Uno dei problemi che frenano questo cambiamento è il fatto che i veicoli elettrici

I veicoli elettrici sono infinitamente migliori per l’ambiente rispetto a quelli alimentati a gas, ma devono ancora essere ampiamente adottati. Uno dei problemi che frenano questo cambiamento è il fatto che i veicoli elettrici impiegano molto tempo per caricarsi.

Presto la situazione potrebbe cambiare. Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni in Cina è riuscito con successo ad aumentare la velocità di ricarica di una batteria agli ioni di litio fino a una velocità di 5,6 minuti per una carica del 60%, secondo un rapporto di TechXplore pubblicato giovedì. Hanno raggiunto questa impresa impressionante aggiungendo un rivestimento di rame e nanofili all'anodo della batteria per migliorare efficacemente l'ordine.

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Oggi, la maggior parte degli anodi sono costituiti da grafite e sono costruiti in un impasto non ordinato che non è un metodo pratico per far passare la corrente. Inoltre, il modo in cui i materiali negli anodi si allineano crea un problema legato alla dimensione dello spazio tra di loro.

Per superare questi problemi nell’accelerare la ricarica, i ricercatori si sono concentrati specificamente sull’anodo. Ecco cosa hanno fatto:

"Per prima cosa hanno eseguito modelli teorici a livello di particelle per ottimizzare la distribuzione spaziale delle particelle di diverse dimensioni e la porosità degli elettrodi. Poi hanno utilizzato ciò che hanno imparato dai modelli per apportare modifiche a un anodo di grafite standard. Lo hanno rivestito con rame e poi hanno aggiunto nanofili di rame al liquame. Hanno poi riscaldato e poi raffreddato l'anodo, che ha compresso il liquame in un materiale più ordinato," ha affermato TechXplore.

Una volta aggiornato l'anodo, i ricercatori lo hanno fissato su una batteria standard agli ioni di litio per misurare il tempo necessario per la ricarica. Sono rimasti colpiti nello scoprire che potevano caricare la batteria al 60% in soli 5,6 minuti e all'80% in soli 11,4 minuti. (I ricercatori hanno evitato di testare quanto tempo sarebbe necessario per caricarsi al 100% perché ciò potrebbe causare danni a tali batterie.)

I ricercatori non hanno specificato quanto costerebbe una batteria del genere e quando potrebbe essere pronta per la produzione. Tuttavia, lo sviluppo è entusiasmante per i veicoli elettrici ovunque.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.

Astratto:

Le batterie agli ioni di litio a carica estremamente rapida sono altamente auspicabili per ridurre il tempo di ricarica dei veicoli elettrici, ma ciò è ostacolato dalla scarsa capacità di velocità degli anodi di grafite. Qui, presentiamo un design della struttura a doppio gradiente delle dimensioni delle particelle e della porosità degli elettrodi precedentemente non riportato nell'anodo di grafite per ottenere una batteria agli ioni di litio a carica estremamente rapida in condizioni rigorose degli elettrodi. Sviluppiamo un percorso di impasto liquido privo di leganti polimerici per costruire questa struttura a doppio gradiente di dimensioni delle particelle e porosità precedentemente non segnalata nel pratico anodo di grafite che mostra la capacità di ricarica estremamente rapida con il 60% di ricarica in 10 minuti. Sulla base dell'anodo di grafite a doppio gradiente, dimostriamo una batteria agli ioni di litio a carica estremamente rapida che realizza una ricarica del 60% in 6 minuti e un'elevata densità di energia volumetrica di 701 Wh litro−1 all'elevata velocità di carica di 6 C.