Una sperimentazione avviata da un’équipe di ricercatori della Aalto University in Finlandia promette di migliorare l’efficienza delle microbatterie agli ioni di litio. Una tecnologia che sta diventando sempre più necessaria a seguito della diffusione di dispositivi elettronici di dimensioni ridotte. Gli scienziati finlandesi hanno provato a risolvere uno dei principali punti critici delle microbatterie al litio: la scarsa capacità di stoccaggio dell’energia dovuta alle dimensioni ridotte.

I ricercatori hanno creato un film sottile con un elettrodo organico in grado di rendere le microbatterie molto più efficienti rispetto alle tecnologie disponibili oggi sul mercato. Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica atomico-molecolare nota come ALD/MLD per la deposizione dello strato.

Il metodo è stato utilizzato per realizzare il litio-tereftalato, un materiale anodico individuato di recente con caratteristiche ideali per l’applicazione nelle batterie agli ioni di litio.

La sfida principale nel processo di fabbricazione delle microbatterie è l’accumulo di una grande quantità di energia in uno spazio ridotto. La strategia più efficace per aumentare la densità energetica è l’impiego di una microstruttura tridimensionale, in grado di incrementare la superficie a disposizione fino a 12 volte rispetto a un’architettura bidimensionale. Riuscire a produrre materiali adatti alle strutture tridimensionali non è semplice. Grazie alla tecnica ALD/MLD impiegata dai ricercatori finlandesi questo scoglio è stato superato.

Il film al litio-tereftalato è riuscito a raggiungere una consistenza cristallina a una temperatura di 200-280 °C, una caratteristica ideale per il materiale di un elettrodo che difficilmente si riesce a raggiungere con altri film sottili ibridi organici/inorganici.

Il film non richiede inoltre l’utilizzo di additivi per migliorare la conduttività. Le prestazioni dell’elettrodo sono state ulteriormente migliorate, depositando sul film uno strato protettivo LiPON, in grado di aumentare la stabilità della struttura. I primi test effettuati dai ricercatori hanno dato risultati incoraggianti. Dopo ben 200 cicli completi di ricarica la microbatteria ha mantenuto il 97% della capacità di stoccaggio iniziale. I dettagli della sperimentazione sono disponibili sulla rivista specializzata Nano Letters.

30 marzo 2016
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