Le auto elettriche stanno diventando sempre più popolari, ma molte affrontano problemi di prestazioni ridotte quando fa freddo. Quando le temperature scendono, la ricarica rallenta e anche l’autonomia si riduce drasticamente. I ricercatori dell’Università del Michigan e della Arbor Battery Innovations hanno trovato una soluzione promettente che potrebbe alleviare questi problemi. Hanno sviluppato una batteria sperimentale agli ioni di litio che funziona bene a temperature inferiori allo zero, consentendo una ricarica rapida e un’autonomia di guida affidabile.
L'innovazione chiave è una speciale "architettura degli elettrodi 3D" che aiuta la batteria a gestire meglio il freddo estremo. In genere, temperature molto basse rallentano il movimento degli elettroni nelle batterie dei veicoli elettrici, il che porta a tempi di ricarica più lunghi e a una distanza di guida ridotta.
Per risolvere questo problema, i ricercatori si sono concentrati sull’anodo, dove gli ioni di litio vengono immagazzinati durante la ricarica. Hanno usato i laser per cambiare la grafite nell’anodo, creando percorsi che consentono agli ioni di litio di muoversi e depositarsi più velocemente. Se da un lato ciò ha accelerato la ricarica, ha anche creato una nuova sfida: la placcatura al litio. Ciò si verifica quando il litio si accumula sulla superficie dell'anodo invece di essere assorbito, il che può compromettere le prestazioni e la sicurezza della batteria.
Il gruppo di ricerca ha risolto il problema della placcatura applicando alla batteria un rivestimento molto sottile, spesso circa 20 nanometri. Questo rivestimento, realizzato in carbonato di borato di litio, impedisce al litio di placcarsi. Di conseguenza, la batteria può caricarsi rapidamente a una velocità di 6°C, il che significa che può essere caricata completamente in soli 10 minuti, anche a -10 gradi Celsius (14 gradi Fahrenheit). I ricercatori hanno scoperto che le prestazioni della batteria sono rimaste elevate dopo 100 cicli di ricarica in queste condizioni fredde.
Neil Dasgupta, professore di ingegneria meccanica presso l’Università del Michigan e coautore dello studio, ha affermato che questa nuova tecnologia potrebbe essere aggiunta agli attuali processi di produzione delle batterie senza grandi cambiamenti.
Le moderne auto elettriche utilizzano già il precondizionamento della batteria e le pompe di calore per aiutare con la stagione fredda. Tuttavia, questi metodi non sempre funzionano perfettamente e molti proprietari di veicoli elettrici notano una riduzione dell’autonomia durante le giornate molto fredde. Se questa nuova tecnologia delle batterie potesse essere prodotta con successo per i veicoli elettrici, potrebbe aiutare i potenziali acquirenti, soprattutto nelle aree con condizioni invernali rigide.
