Tesla

Una ragione potenzialmente cruciale dietro la tendenza all’autoscarica delle batterie agli ioni di litio è stata apparentemente scoperta dai ricercatori del centro di ricerca sulle batterie finanziato da Tesla presso la Dalhousie University. Ciò che è davvero notevole è che le scoperte del gruppo erano sorprendentemente semplici ma potenzialmente profonde.

I prodotti elettronici come smartphone e laptop tendono ad autoscaricarsi nel tempo. È uno scenario fin troppo familiare, in cui un dispositivo perde la carica della batteria nonostante non venga utilizzato per un periodo di tempo. Ma anche se oggi questo è considerato normale, i ricercatori della Dalhousie University potrebbero aver scoperto il colpevole dell’autoscaricamento delle batterie agli ioni di litio.

Il dottor Michael Metzger, professore assistente e titolare della cattedra Herzberg-Dahn del Dipartimento di fisica e scienza dell'atmosfera presso l'Università di Dalhousie, ha osservato che un nastro commerciale che tiene insieme gli elettrodi nelle batterie agli ioni di litio potrebbe contribuire in modo determinante all'auto-produzione. processo di scarico.

"Nelle celle delle batterie commerciali, c'è un nastro - come il nastro adesivo - che tiene insieme gli elettrodi, e c'è una decomposizione chimica di questo nastro, che crea una molecola che porta all'autoscarica. Nel nostro laboratorio, facciamo molti altamente esperimenti complessi per migliorare le batterie, ma questa volta abbiamo scoperto una cosa molto semplice. È una cosa molto semplice: è contenuta in ogni bottiglia di plastica e nessuno avrebbe pensato che avesse un impatto così enorme sul modo in cui le celle agli ioni di litio si degradano ", ha detto il dottor Metzger.

Per comprendere le celle delle batterie agli ioni di litio e il loro comportamento di autoscaricamento, il dottor Metzger e il suo team hanno aperto diverse celle e le hanno esposte a varie temperature. Con loro sorpresa, il team ha scoperto che la soluzione elettrolitica nella cella era di colore rosso vivo. Esplorando ulteriormente, il team ha posizionato celle con una soluzione elettrolitica comune in forni a quattro diverse temperature. Sono state utilizzate quattro diverse temperature del forno, comprese tra 25°C e 70°C. Il campione cellulare a 25°C è rimasto limpido, mentre il campione a 55°C è diventato marrone chiaro e quello a 70°C è diventato rosso sangue. Il team ha quindi eseguito un'analisi chimica per esaminare la composizione dell'elettrolita.

Di seguito le osservazioni del team.

"È stato allora che i ricercatori hanno scoperto che il polietilene tereftalato, o PET, nel nastro si decompone e crea la molecola che porta all'autoscarica. La molecola è chiamata navetta redox perché può viaggiare verso il lato positivo dell'elettrodo , poi al lato negativo e poi di nuovo al lato positivo. Quindi, fa la spola tra gli elettrodi e questo crea l'autoscarica, proprio come dovrebbe fare il litio. Il problema è che la molecola navetta lo fa continuamente sullo sfondo, anche quando il litio non dovrebbe muoversi e la batteria è semplicemente lì."

"È qualcosa che non ci saremmo mai aspettati perché nessuno guarda questi componenti inattivi, questi nastri e fogli di plastica nella cella della batteria, ma è necessario prenderlo in considerazione se si vogliono limitare le reazioni collaterali nella cella della batteria", ha detto il dottor Metzger.

Di seguito sono riportati i risultati del dottor Metzger e del suo team.

Buechele 2023 J. Electrochem. Soc. 170 010518 di Simon Alvarez su Scribd

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