Batterie per alimentare i veicoli di prossima generazione
Gli accumulatori litio-polimero sono una famiglia di batterie ricaricabili con caratteristiche elevate di densità energetica, stabilità e sicurezza in confronto alle tradizionali batterie nichel-cadmio. A differenza della classica batteria agli ioni di litio (Li-ion) che usa un elettrolita liquido (portatore di carica o mezzo conduttore), l’accumulatore litio-polimero usa un elettrolita polimerico. Si tratta tipicamente di un polimero solido sotto forma di membrana molto sottile che facilita lo scambio ionico. Poiché sono più sicuri, leggeri, flessibili e molto sottili, gli accumulatori litio-polimero stanno attirando un rinnovato interesse come alternativa alle batterie Li-ion. Tuttavia, sono necessari miglioramenti per favorire la penetrazione nel mercato. Gli scienziati hanno avviato il progetto SOMABAT per sviluppare materiali e metodi di trattamento che permettano di affrontare le difficoltà che un simile obbiettivo presenta. L’obiettivo era rappresentato da accumulatori con densità di energia, durata e sicurezza adeguate, a basso costo e riciclabili fino al 50 %. Gli scienziati hanno sintetizzato membrane elettrolitiche plastificate di polimero solido con architetture porose basate sul fluoruro di vinilidene-esafluoruro di propilene. Particolare attenzione è stata concentrata sui materiali dell’anodo basati sul carbonio con xerogel additivi di carbonio per migliorare la stabilità dell’anodo. Il consorzio ha ottenuto una riduzione dei costi del materiale litio-ferro-fosfato (LFP) da usare nel catodo. Inoltre è stato sintetizzato il litio-ferro-fosfato-manganese che presenta una densità energetica superiore rispetto al materiale LFP. I membri del team hanno esaminato la scalabilità dei nuovi materiali sintetici e riciclabili, delle celle polimeriche elettrodo/membrana impilate, delle celle automobilistiche di grande formato e delle celle polimeriche più piccole. Un sistema di gestione per i pacchi batterie al litio è stato in grado di monitorare i parametri del pacco con una precisione che raggiunge la singola cella. Inoltre, esso è riuscito a gestire e monitorare carica e scarica, e a garantire uno sfruttamento sicuro. Le celle sviluppate e il sistema di gestione dalla batteria sono stati messi assieme per produrre il pacco batterie finale. I partner del progetto hanno testato la riciclabilità della batteria sviluppata e hanno effettuato un’analisi del ciclo di vita. SOMABAT ha dimostrato che è possibile usare materiali riciclabili e sintetici per i componenti degli accumulatori litio-polimero. Le attività di divulgazione del progetto hanno incluso presentazioni, poster, comunicati stampa, conferenze e workshop.
Parole chiave
Litio-polimero, veicoli elettrici, densità energetica, elettrolita polimerico, riciclabile
