Una pila ultra–resistente, capace di continuare a funzionare anche se piegata o rotta, potrebbe rivoluzionare e rendere più sicuro l’utilizzo dei dispositivi alimentati a batteria.
A compiere un passo significativo in questa direzione uno studio, pubblicato sulla rivista dell’America Chemical Society Energy Letters, condotto dagli scienziati dell’Università di Scienza e Tecnologia Elettronica della Cina. Il team, guidato da Liping Wang, ha progettato una batteria al litio–zolfo (Li-S) che presenta un catodo di solfuro di ferro migliorato.
La maggior parte delle batterie ricaricabili che alimentano dispositivi portatili, come giocattoli, aspirapolvere portatili ed e-bike, spiegano gli esperti, utilizza la tecnologia agli ioni di litio, che però possono avere una durata breve e, in caso di danneggiamento, possono incendiarsi.
I prototipi realizzati dal gruppo di ricerca, invece, restano stabili per oltre 300 cicli di carica–scarica, e, a seguito di una miglioria, gli scienziati hanno ottenuto una batteria che continua a fornire energia anche dopo essere stata piegata o tagliata. Per rendere le batterie Li-S stabili ad alte temperature, gli studi hanno aggiunto uno strato di materiale tra il catodo e l’elettrolita per ridurre il rischio di corrosione senza compromettere la funzionalità e le prestazioni del dispositivo.
I catodi sono stati quindi rivestiti di solfuro di ferro con polimeri diversi. I test iniziali hanno mostrato che l’acido poliacrilico (PAA) manteneva inalterate le capacità di scarica dell’elettrodo anche dopo 300 cicli. Successivamente, i ricercatori hanno incorporato un catodo di solfuro di ferro rivestito di PAA in un prototipo di progettazione di batteria, che includeva anche un’elettrolita a base di carbonato, un foglio di metallo di litio come sorgente di ioni e un anodo a base di grafite.
Non sono stati osservati decadimenti sostanziali per i primi cento cicli di carica-scarica. Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la batteria continuava a funzionare anche se veniva tagliata a metà. La pila a bottone manteneva il 72 per cento delle capacità dopo 300 cicli. Infine, il team ha applicato il rivestimento polimerico a catodi realizzato con altri metalli, creando batterie al litio-molibdeno e al litio-vanadio. Nel complesso, questo lavoro potrebbe aprire la strada alla progettazione di batterie di nuova generazione, più sicure, più durature e più efficienti.
