Batterie al litio-zolfo, ricercatori semplificano produzione di catodi

Abstract grafico che accompagna lo studio (Nano Energy, doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104114)

Le batterie al litio-zolfo si avvicinano sempre di più alla produzione di massa. Un gruppo di ricercatori della Agency for Science, Technology and Research (A * STAR), Singapore, ha sviluppato un nuovo metodo per costruire catodi in maniera più semplice rispetto al metodo complicato e laborioso che attualmente esiste.

Gli stessi ricercatori credono che si tratti di un passo molto promettente verso la commercializzazione nonché la produzione di massa, qualcosa che per il momento è ancora visto come una sorta di “chimera” per quanto riguarda le batterie al litio-zolfo.
I ricercatori del NanoBio Lab (NBL) hanno sviluppato catodi per batterie al litio-zolfo utilizzando materiali economici, disponibili già in commercio.

Le batterie al litio-zolfo hanno un’elevata densità di energia rispetto a quelle agli ioni di litio e, una volta superate le difficoltà di costruzione, come quelle relative ai catodi, potrebbe rappresentare una chiave di svolta perché potrebbero sostituire presto quelle agli ioni di litio in quanto più efficienti.
Le batterie al litio-zolfo, infatti, possono immagazzinare un quantitativo di energia 10 volte più grande rispetto a quelle agli ioni di litio.

Il nuovo catodo creato dai ricercatori dell’NBL mostra una capacità eccellente fino a 1.220 mAh/g: significa che un solo grammo di questo materiale può immagazzinare 1200 mAh di carica elettrica. Per fare un confronto, il classico catodo di una batteria agli ioni di litio ha una capacità massima di 140 mAh/g.
Inoltre questo nuovo catodo si mantiene efficiente anche dopo 200 cicli di carica e di scarica della batteria. Proprio le ripetute cariche e scariche della batteria rappresentano infatti un problema delle batterie al litio-zolfo, problema che con questo nuovo catodo risulterebbe superato.

Il nuovo catodo è stato fatto con un nanomateriale poroso interconnesso in 3D che impedisce il venir meno dell’impalcatura in carbonio quando la batteria è carica. I catodi preparati in modo convenzionale, infatti, collassano durante il ciclo iniziale della carica e della scarica e ciò provoca un cambiamento strutturale con relativa riduzione delle prestazioni della batteria.

“Il nostro metodo è scalabile a livello industriale e prevediamo che avrà un impatto significativo sul futuro design di batterie al litio-zolfo pratiche”, dichiara Jackie Y. Ying, ricercatore che ha guidato il team.

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