Le nuove batterie rendono possibile una ricarica di 12 minuti per un viaggio di 800 km
L'annoso problema del dendrite è stato risolto
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Ricercatori coreani hanno inaugurato una nuova era per la tecnologia delle batterie per veicoli elettrici (EV), risolvendo l'annoso problema dei dendriti nelle batterie al litio-metallo. Mentre le batterie agli ioni di litio convenzionali hanno un'autonomia massima di 600 km, la nuova batteria può raggiungere un'autonomia di 800 km con una singola carica, una durata di vita di oltre 300.000 km e un tempo di ricarica superveloce di soli 12 minuti.
Il4 settembre, il KAIST (presidente Kwang Hyung Lee) ha annunciato che un gruppo di ricerca del Frontier Research Laboratory (FRL), un progetto congiunto tra il professor Hee Tak Kim del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare e LG Energy Solution, ha sviluppato una tecnologia originale di "nuovo elettrolita liquido che inibisce la coesione" in grado di aumentare drasticamente le prestazioni delle batterie al litio-metallo.
Le batterie al litio-metallo sostituiscono l'anodo di grafite, componente chiave delle batterie agli ioni di litio, con il litio-metallo. Tuttavia, il litio-metallo presenta un problema tecnico noto come dendrite, che rende difficile garantire la durata e la stabilità della batteria. Le dendriti sono cristalli di litio simili ad alberi che si formano sulla superficie dell'anodo durante la carica della batteria, influenzandone negativamente le prestazioni e la stabilità.
Il fenomeno dei dendriti si aggrava durante la carica rapida e può causare un cortocircuito interno, rendendo molto difficile la realizzazione di una batteria al litio-metallo che possa essere ricaricata in condizioni di carica rapida.
Il team di ricerca congiunto FRL ha individuato che la causa fondamentale della formazione di dendriti durante la carica rapida del litio metallico è dovuta alla coesione interfacciale non uniforme sulla superficie del litio metallico. Per risolvere questo problema, hanno sviluppato un "nuovo elettrolita liquido che inibisce la coesione".
Il nuovo elettrolita liquido utilizza una struttura anionica con una debole affinità di legame con gli ioni di litio (Li⁺), riducendo al minimo la non uniformità dell'interfaccia del litio. Ciò sopprime efficacemente la crescita dei dendriti anche durante la carica rapida.
Questa tecnologia supera la lentezza di ricarica, che era una delle principali limitazioni delle batterie al litio-metallo esistenti, mantenendo al contempo un'elevata densità di energia. Consente una lunga autonomia di guida e un funzionamento stabile anche con la ricarica rapida.
Je-Young Kim, CTO di LG Energy Solution, ha dichiarato: "I quattro anni di collaborazione tra LG Energy Solution e KAIST attraverso FRL stanno producendo risultati significativi. Continueremo a rafforzare la nostra collaborazione tra industria e università per risolvere le sfide tecniche e creare i migliori risultati nel campo delle batterie di nuova generazione."
Hee Tak Kim, professore di Ingegneria chimica e biomolecolare al KAIST, ha commentato: "Questa ricerca è diventata una base fondamentale per superare le sfide tecniche delle batterie al litio-metallo attraverso la comprensione della struttura interfacciale. Ha superato la più grande barriera all'introduzione delle batterie al litio-metallo per i veicoli elettrici".
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Pubblicazione originale
Hyeokjin Kwon, Seongyeong Kim, Jonghyun Hyun, Ha Eun Lee, Seong Su Kim, Yesom Kim, Il Ju Kim, Kyungjae Shin, Sejin Kim, Changhoon Park, Hongsin Kim, Dongseok Shin, Hee-Tak Kim; "Covariance of interphasic properties and fast chargeability of energy-dense lithium metal batteries"; Nature Energy, 2025-9-3
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