Un gruppo di ricercatori del Berkeley Lab ha realizzato una nuova cella di batteria di Litio/Zolfo che, per la prima volta con una tecnologia a base di Zolfo, offre sia un esteso ciclo di vita sia una elevata velocità di scarica assieme ai bassi costi e al peso contenuto propri delle batterie Litio/Zolfo. I test mostrano inoltre che la nuova cella è caratterizzata da un'energia specifica stimata in circa 500Wh/kg, ovvero più del doppio dell'energia specifica delle attuali celle agli ioni di litio, attorno a 200 Wh/kg.
I ricercatori hanno sviluppato un catodo nanocomposito basato su ossido di zolfo-grafene che permette di migliorare il ciclo di vita delle celle Li/S andando a ridurre quelle reazioni chimiche che possono condizionare negativamente la carica, immobilizzando lo zolfo e inibendo la formazione di polisolfuri.
Nelle celle Li/S precedentemente realizzate la capacità andava deteriorandosi rapidamente per via della perdita di zolfo dal catodo con la formazione di polisolfuri solubili nell'elettrolita, durante il ciclo di carica/scarica. La nuova cella realizzata dai Berkeley Lab evita questo effetto impiegando un processo che deposita zolfo sulla superficie ultrasottile del catodo fatta di ossido di grafene nanoporoso. Modificando il composto S-GO con un tensioattivo si aggiunge uno strato protettivo per lo zolfo, prevenendo così il prematuro degrado della carica massima.
Nella nuova cella è stato inoltre inserito un binder flessibile che mantiene in posizione i materiali del catodo nonostante l'espansione e la contrazione elettromeccaniche che avvengono durante la fase di carica/scarica. La nuova cella dei Berkeley Lab impiega un elettrolita liquido ionico migliorato che riduce anch'esso la formazione di polisolfuri e impedisce che piccole quantità si leghino con l'anodo di litio metallico della cella. La combinazione di tutte queste caratteristiche offrono un grande passo avanti in termini di prestazioni ed affidabilità rispetto alle precedenti celle Li/S.
La nuova cella Li/s mantiene un'elevata capacità in 1500 cicli di carica/scarica e mantiene anche la capacità durante elevate velocità di carica/scarica, come nei casi delle batterie che alimentano gli utensili elettrici senza filo. L'anodo metallico in litio ha un peso inferiore del 90% rispetto agli anodi in carbonio ed inoltre per la realizzazione della batteria vengono impiegati materiali disponibili in abbondanza e che non rientrano nella categoria dei cosiddetti "conflict materials".
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