Auto elettriche: in Cina si lavora a batterie al litio-titanio-fosfato resistenti al freddo

Le batterie agli ioni di litio mostrano un notevole calo di prestazioni in condizioni di freddo intenso. Sebbene siano disponibili soluzioni come riscaldatori aggiuntivi, elettroliti migliorati o rivestimenti avanzati degli elettrodi, queste strategie incrementano la complessità e i costi, spesso compromettendo ulteriormente le prestazioni delle auto elettriche. Un gruppo di ricerca cinese, composto da scienziati della Donghua University, Fudan University e Inner Mongolia University, ha adottato un approccio innovativo per affrontare il problema: agire direttamente sulla causa del calo di efficienza al freddo.

In Cina si studiano nuove batterie per auto elettriche

Il rallentamento della diffusione degli ioni di litio nel materiale dell’elettrodo è alla base della perdita di prestazioni. Gli studiosi hanno sperimentato materiali con espansione termica negativa (NTE), che si espandono quando esposti a basse temperature, al contrario della maggior parte dei materiali che si restringono. Secondo uno studio pubblicato su Angewandte Chemie, il fosfato di titanio e litio potrebbe rappresentare una soluzione efficace, offrendo maggiore stabilità e prestazioni superiori in ambienti freddi.

Uno dei materiali promettenti è il fosfato di litio e titanio (LTP), con formula LiTi2(PO4)3. I ricercatori hanno dimostrato che il LTP possiede proprietà favorevoli alle basse temperature. La sua struttura cristallina non solo facilita l’immagazzinamento degli ioni di litio, ma si espande lungo uno degli assi cristallini durante il raffreddamento, un comportamento insolito e vantaggioso. Attraverso spettrometria, microscopia elettronica e calcoli al computer, il team ha scoperto che, a basse temperature, cambiano le vibrazioni degli atomi, come quelle trasversali di alcuni atomi di ossigeno, che aumentano le distanze tra di essi.

Questo fenomeno amplia le cavità reticolari, migliorando lo stoccaggio e il trasporto degli ioni di litio. Rivestendo il LTP con carbonio (C-LTP), a -10°C è stato mantenuto l’84% della velocità di diffusione osservata a 25°C. Inoltre, la struttura cristallina aperta del C-LTP riduce l’espansione del volume durante i cicli di carica e scarica, garantendo stabilità fino al 96,8% su 1000 cicli. Insomma per le auto elettriche potrebbe essere una novità molto interessante.