Gli scienziati dell'Università Hanyang di Seul hanno sviluppato un nuovo modo per aumentare le prestazioni e la durata delle batterie utilizzate in vari dispositivi elettronici e veicoli. La loro tecnica consiste nel lavare e rivestire i catodi della batteria con una soluzione speciale.
Le batterie sono necessarie per alimentare molti gadget e macchine moderni, dagli smartphone e laptop alle auto elettriche e ai robot. Tuttavia, una delle principali sfide che devono affrontare gli sviluppatori di batterie è aumentare la densità energetica e la durata delle celle delle batterie, in particolare quelle che utilizzano materiali ad alto contenuto di nichel (Ni) come catodi.
I catodi ad alto contenuto di nichel presentano molti vantaggi come elevata capacità e basso costo. Tuttavia, presentano anche uno svantaggio significativo: la tendenza al rapido degrado a causa della loro elevata reattività all'interazione con l'ambiente. Ciò porta alla formazione di composti di litio indesiderati sulla superficie del catodo e a reazioni collaterali dannose con l'elettrolita, il liquido che trasporta la carica elettrica all'interno della batteria.
Per superare questo problema, gli scienziati hanno sviluppato una soluzione semplice ma efficace: lavare i catodi con acqua che contiene ioni di cobalto (Co) disciolti. Questo processo rimuove il litio in eccesso dalla superficie del catodo e crea uno strato sottile, uniforme e ricco di cobalto che funge da scudo protettivo. Questo strato impedisce il contatto diretto del catodo con l'elettrolita, riducendo così la possibilità di ulteriore degradazione.
Gli scienziati hanno anche aggiunto un rivestimento al fluoro al catodo lavato, che ha ulteriormente aumentato la stabilità e la sicurezza della batteria. Il rivestimento al fluoro impedisce la decomposizione dei sali elettrolitici e la formazione di bolle di gas, che possono causare il rigonfiamento e persino l'esplosione della batteria.
I ricercatori hanno testato la loro tecnica di lavaggio e rivestimento su diversi catodi ad alto contenuto di nichel, migliorandone significativamente le prestazioni e la durata. I catodi trattati hanno mantenuto più del 90% della loro capacità iniziale dopo 500 cicli, rispetto a meno dell'80% per quelli non trattati. Hanno anche mostrato una densità di energia più elevata e una minore formazione di gas rispetto ai catodi convenzionali.
Gli scienziati sperano che la loro tecnica possa aprire la strada allo sviluppo di batterie più efficienti e affidabili per varie applicazioni, in particolare per i veicoli elettrici e i grandi dispositivi elettronici. Si aspettano inoltre che i loro risultati ispirino altri scienziati a trovare nuovi modi per migliorare la stabilità e la durata dei catodi arricchiti di nichel.
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