Un gel polimerico al posto del liquido elettrolita usato nella maggior parte delle batterie agli ioni di litio. Secondo i ricercatori dell'Università di Leeds, guidati dal professor Ian Ward, questa innovazione permetterà di realizzare batterie meno costose, più leggere, piccole e sicure, con un chiaro vantaggio per dispositivi come i PC portatili e le auto elettriche.
L'adozione del gel permetterebbe non solo di evitare il surriscaldamento e quindi il rischio di rotture, ma anche di avere prestazioni simili a quelle delle batterie tradizionali, il tutto a un costo tra il 10 e il 20% di quello attuale.
Le batterie di ioni di litio tradizionali sono basate su celle dotate di una pellicola separatrice formata da un polimero poroso, oltre a del liquido chimico riempitivo. Questo permette agli ioni di litio dotati della carica di scorrere tra due elettrodi e agire anche come una barriera, mantenendo gli elettrodi separati per evitare corto circuiti. Il gel sviluppato da Ward rimuove la necessità di questa barriera.
Addio batterie esplosive?
I ricercatori hanno sviluppato un processo produttivo brevettato chiamato estrusione/laminazione che frappone il gel tra l'anodo e il catodo ad alta velocità (10m al minuto) creando una striscia altamente conduttiva spessa solo pochi nanometri.
La pellicola che si ottiene formata dal gel polimerico può essere tagliata in qualsiasi dimensione e consente d'imbastire un processo completamente automatizzato, conveniente e sicuro. Il processo di laminazione isola gli elettrodi insieme, in modo che non ci sia eccesso di elettroliti solventi e liquidi infiammabili.
"Il gel polimerico sembra una pellicola solida, ma contiene all'incirca il 70% di liquido elettrolita. La cosa degna di nota è che possiamo fare una separazione tra la fase solida e liquida nel punto in cui tocca gli elettrodi", ha dichiarato il professor Ian Ward.
È l'ora della gelatina, l'ora della gelatina....
"La sicurezza è di fondamentale importanza nelle batterie al litio. Quelle tradizionali usano elettroliti basati sui liquidi organici; questo è ciò che vedete bruciare quando le batterie al litio prendono fuoco. Sostituire il liquido elettrolita con un polimero o gel elettrolita dovrebbe migliorare la sicurezza e portare ad avere una cella completamente allo stato solido", ha affermato il professor Peter Bruce dell'Università di St Andrews, non coinvolto nello studio.
La tecnologia sviluppata da Ian Ward è stata data in licenza all'azienda statunitense Polystor Energy Corporation, che sta effettuando prove per portare sul mercato celle da usare nel settore dell'elettronica portatile.
"È fatta con gli stessi principi con cui si fa la gelatina: si aggiunge un sacco di acqua calda per creare lo stato gelatinoso - in questo caso vi è un mix tra elettrolita e polimero - e quando si raffredda si va formare una massa solida ma flessibile". Oltre a essere sicure, le celle flessibili possono essere modellate e piegate per adattarsi alle geometrie di qualsiasi dispositivo.