Batterie agli ioni di litio più economiche e robuste

Tra i molti benefici dei veicoli elettrici e ibridi vi sono quelli di una guida silenziosa con un inquinamento minimo e una relativa indipendenza dal mercato dei combustibili fossili. Tuttavia, le loro batterie Li-ion hanno bisogno di essere migliorate per soddisfare le richieste dei clienti per quanto riguarda efficacia in termini di costi, distanza e durata. Il progetto AMELIE (Advanced fluorinated materials for high safety, energy and calendar life lithium ion batteries), finanziato dall’UE, ha preso in esame l’uso di nuovi materiali per ottenere significativi miglioramenti.

Con una grande attenzione alla sicurezza e all’economia, il team del progetto si è impegnato ad aumentare la tensione della cella della batteria e a renderla più potente. Le condizioni estreme di funzionamento dell’ambiente ad alta tensione richiedono componenti della batteria più stabili e un materiale catodico specifico, compresi il liquido dell’elettrolito (sali e solvente), i separatori e i leganti. Le attività si sono inoltre concentrate sulla procedura di riciclaggio della batteria e sui componenti al termine della loro vita utile.

Basandosi su nuovi materiali che sono considerati promettenti per il funzionamento ad alta tensione, il team ha lavorato con solventi inorganici fluorurati e con sali più efficienti. A questo riguardo, i polimeri fluorurati hanno mostrato un’ottima resistenza al calore e al fuoco, oltre a stabilità elettrochimica e compatibilità dell’elettrolito.

I nuovi materiali fluorurati possono ridurre la quantità di fluoropolimeri o composti fluorurati usati, aumentando allo stesso tempo la densità energetica della batteria.

AMELIE è riuscito a produrre 3 celle dimostrative con capacità di circa 10 ampere-ora per valutare su scala industriale la sintesi dei materiali e i processi. L’attenzione era concentrata su durata complessiva, cicli di vita, densità energetica, sicurezza, competitività in termini di costi e riciclaggio delle batterie dismesse.

Sfortunatamente, i cicli di vita e la durata complessiva delle celle prototipo non hanno raggiunto le prestazioni desiderate per gli EV. Inoltre, la densità energetica vicina all’obbiettivo dei 200 kWh è stata raggiunta solo all’inizio della vita delle celle. Grazie a un processo senza riciclaggio, AMELIE è riuscito a soddisfare gli obbiettivi della direttiva sulle batterie dell’UE che ha stabilito un obbiettivo del 50 % per l’efficienza di riciclaggio.