Le batterie agli ioni di litio sono ormai una presenza costante, tutto intorno a noi nella vita quotidiana, alla base di una quantità sorprendente di dispositivi di uso comune.
I pro e i contro della tecnologia attuale
Questo tipo di batteria presenta numerosi vantaggi: è dotata di un’alta densità che permette di raggiungere un’elevata carica con conseguente lungo utilizzo; inoltre sopporta migliaia di cicli di carica e scarica.
Un lato negativo è tuttavia rappresentato dall’infiammabilità dell’elettrolita (il materiale che permette il passaggio della corrente elettrica fra anodo e catodo) che ad alte temperature potrebbe persino esplodere, in casi estremi. Per questa ragione le batterie sono confezionate in contenitori rigidi non deformabili.
Verso la sicurezza e la flessibilità
I ricercatori del Laboratorio di Fisica Applicata (Applied Physics Laboratory, APL) della prestigiosa Johns Hopkins University con sede a Baltimora (Maryland, USA) sono al lavoro su un dispositivo in grado di annullare questo rischio, al contempo riducendone le dimensioni e incrementando le prestazioni.
La squadra guidata da Konstantinos Gerasopoulos sta sviluppando una batteria sottile e flessibile in cui il solvente infiammabile che funge da elettrolita è sostituito da sali di litio disciolti in acqua, un composto non infiammabile.
Una struttura a matrice polimerica, in sostanza una spugna di plastica, viene impregnata con questo liquido ottenendo un elettrolita morbido e flessibile.
È necessario intervenire anche sugli elettrodi, solitamente in forma di lamella che si spezzerebbe se piegata. Ed ecco entrare in gioco il Kapton, un materiale per le sue caratteristiche già ampiamente in uso nell’industria aerospaziale e in ogni campo, anche medico, dov’è richiesto l’utilizzo dei raggi X.
Costi ridotti
Il Kapton è un materiale flessibile, resistente alle alte temperature e per di più già disponibile; ciò permette di semplificare e ridurre i costi del processo di produzione.
Allo stato attuale l’utilizzo di questi nuovi materiali consente alla batteria di sostenere una tensione fino a 4,1 volt, già comparabile con quella delle convenzionali batterie agli ioni di litio.
Il team dell’Applied Physics Laboratory conta di migliorare ulteriormente quest’aspetto e anche di portare il ciclo di ricariche utili dalle cento attuali a oltre mille.
Questo in aggiunta alle qualità di sicurezza già dimostrate: i prototipi possono essere immersi in acqua, tagliati, persino colpiti da un proiettile senza che la sicurezza venga compromessa.
Di Corrado Festa Bianchet
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