Un team di scienziati dell’Università di Shanghai ha sviluppato una tecnologia innovativa che potrebbe trasformare radicalmente la durata delle batterie agli ioni di litio. Combinando intelligenza artificiale ed elettrochimica organica, i ricercatori hanno individuato una molecola in grado di ripristinare la capacità energetica delle celle al litio, agendo in modo simile a un farmaco curativo.
Il protagonista di questa scoperta è il trifluorometansolfinato di litio (LiSO2CF3), un composto che “guarisce” gli ioni di litio degradati o dispersi, permettendo alle batterie di rigenerarsi. Questo processo incrementa drasticamente il ciclo di vita delle batterie, passando dagli attuali 500-2.000 cicli di ricarica a un impressionante intervallo di 12.000-60.000 cicli, rendendo le celle agli ioni di litio praticamente immortali.
“Abbiamo adottato un metodo simile a quello della medicina umana”, spiega Gao Yue, scienziato alla guida della ricerca, “concentrandoci sulla riparazione del problema principale della batteria, senza alterare i componenti ancora funzionanti”. Il LiSO2CF3 si distingue per le sue caratteristiche straordinarie. Questo, infatti, è economico, facile da sintetizzare e pienamente compatibile con i materiali attualmente utilizzati nelle batterie commerciali.
Oltre a prolungare la vita operativa delle celle, questa tecnologia riduce lo spreco di risorse e minimizza l’impatto ambientale, un aspetto cruciale per la sostenibilità del settore. Attualmente, il team di ricerca sta collaborando con aziende produttrici di batterie per valutare la fattibilità della produzione su larga scala e portare questa innovazione sul mercato.
L’attuale tecnologia delle batterie agli ioni di litio si basa su materiali per elettrodi avanzati che devono necessariamente contenere litio per generare gli ioni necessari al funzionamento della cella. Tuttavia, quando questi ioni si esauriscono, la batteria perde efficienza e diventa inutilizzabile. Lo studio pubblicato su Nature dimostra come questa nuova tecnica superi questa limitazione attraverso un innovativo sistema di fornitura di ioni di litio a livello di cella. In pratica, il processo prevede l’introduzione di un sale organico di litio all’interno della batteria assemblata. Questo composto si decompone liberando ioni di litio e rilasciando i ligandi organici sotto forma di gas, il tutto senza alterare la struttura interna della cella.
Uno degli aspetti più rivoluzionari di questa tecnologia è la sua natura non invasiva e immediata. Il meccanismo consente di ripristinare l’efficienza della batteria senza necessità di smontarla, garantendo una longevità senza precedenti.
I test condotti su batterie commerciali LiFePO4 hanno dimostrato risultati straordinari: l’aggiunta esterna di ioni di litio ha aumentato di almeno un ordine di grandezza la durata operativa delle celle. In particolare, una batteria con elettrodi in grafite e LiFePO4 ha mantenuto un’efficienza del 96% anche dopo 11.818 cicli di ricarica, un risultato senza precedenti nel settore. Se questa tecnologia dovesse essere implementata su larga scala, potremmo dunque essere di fronte a un cambio di paradigma nel mondo delle batterie.