Stanford: Abbiamo ridotto dell'80% il peso degli attuali collettori nelle celle agli ioni di litio. La densità energetica aumenta del 16-26%.

Gli scienziati della Stanford University e dello Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) hanno deciso di ridurre le celle agli ioni di litio per ridurne il peso e aumentare così la densità di energia immagazzinata. Per fare ciò, hanno rielaborato gli strati portanti verso l'esterno: invece di larghe lastre di rame o alluminio, hanno utilizzato sottili strisce di metallo, integrate con uno strato di polimero.

Maggiore densità di energia negli ioni di litio senza costi di investimento elevati

Ogni cella agli ioni di litio è un rotolo costituito da uno strato di carica-scarica/scarica, un elettrodo, un elettrolita, un elettrodo e un collettore di corrente in quest'ordine. Le parti esterne sono lamina metallica in rame o alluminio. Consentono agli elettroni di lasciare la cellula e ritornarvi.

Gli scienziati di Stanford e SLAC hanno deciso di concentrarsi sui collezionisti, perché il loro peso è spesso diverse decine di percento del peso dell'intero collegamento. Invece di fogli di rame, hanno usato film polimerici con strisce di rame strette. Si è scoperto che era possibile ridurre il peso dei collettori fino all'80%:

La classica cella cilindrica agli ioni di litio è un lungo rotolo costituito da diversi strati. Scienziati di Stanford e SLAC hanno ridotto gli strati che raccolgono le cariche e le conducono: gli attuali collettori. Invece di lastre di rame, hanno utilizzato lastre di rame polimerico arricchite con sostanze chimiche non infiammabili (c) Yusheng Ye / Stanford University

Non è tutto: al polimero possono essere aggiunti composti chimici che ne impediscono l'accensione, e quindi alla minore infiammabilità degli elementi si accompagna un minor peso:

Stanford: Abbiamo ridotto il peso dei pantografi agli ioni di litio dell'80%. La densità energetica aumenta del 16-26%.

Infiammabilità del foglio di rame utilizzato in una classica cella agli ioni di litio e un collettore sviluppato da ricercatori americani (c) Yusheng E / Stanford University

I ricercatori affermano che i collettori riciclati possono aumentare la densità di energia gravimetrica delle celle del 16-26% (= 16-26% in più di energia per la stessa unità di massa). Significa che una batteria della stessa dimensione e densità di energia può essere il 20 percento più leggera dell'attuale.

In passato sono stati fatti tentativi per ottimizzare il serbatoio, ma modificarli ha portato a effetti collaterali imprevisti. Le cellule sono diventate instabili o è stato richiesto un elettrolita più [costoso]. La variante sviluppata dagli scienziati di Stanford non sembra porre tali problemi.

Questi miglioramenti sono nelle prime ricerche, quindi non aspettarti che arrivino sul mercato prima del 2023. Tuttavia, sembrano promettenti.

Va aggiunto che Tesla ha anche un'idea interessante per raccogliere la carica degli strati metallici. Invece di utilizzare sottili strisce di rame per tutta la lunghezza del rotolo e farle uscire in un solo punto (al centro), le fa uscire subito sfruttando il bordo tagliato sovrapposto. Ciò fa sì che le cariche si spostino a una distanza molto più piccola (resistenza!), E il rame fornisce un ulteriore trasferimento di calore verso l'esterno:

Stanford: Abbiamo ridotto il peso dei pantografi agli ioni di litio dell'80%. La densità energetica aumenta del 16-26%.