Elettroliti ibridi allo stato solido per batterie litio-zolfo
Componente | Categoria |
---|---|
Maria Assunta Navarra | Aggiungi Tutor di riferimento (Professore o Ricercatore afferente allo stesso Dipartimento del Proponente) |
Benché ad oggi le batterie litio-ione (LIB) predominino il mercato degli accumulatori, si fa sempre più incalzante la necessità di dispositivi con maggiore densità energetica, dai costi più contenuti e dalla durata più elevata. I progressi relativamente lenti sui catodi, che sono da sempre il collo di bottiglia degli output prestazionali delle batterie litio-ione, stanno diventando una barriera nell'ulteriore miglioramento delle LIB. Per questo motivo negli ultimi anni la ricerca si sta orientando in maniera sempre più convinta verso nuove soluzioni. Tra queste, la configurazione che sfrutta un catodo di zolfo in combinazione ad un anodo di litio, tale litio-zolfo, sembra avere il potenziale per diventare la batteria ricaricabile di prossima generazione nel breve-medio termine. Lo zolfo, infatti, presenta una capacità teorica specifica di 1672 mAh g-1 e una densità energetica circa 5 volte superiore a quella delle attuali batterie litio-ione. Ad oggi però, una loro commercializzazione deve però passare attraverso il superamento di una serie di barriere tecnologiche tra cui, la più incalzante, è sicuramente quella del cosiddetto effetto shuttle: un fenomeno per il quale i polisolfuri che si generano durante le ciclazioni tendono a migrare dal catodo all'anodo portando ad una perdita di materiale attivo e quindi ad una scarsa ciclabilità del sistema. L'approccio più promettente e, tecnologicamente più attraente, è sicuramente quello dell'utilizzo di elettroliti allo stato solido che, oltre a garantire elevati standard di sicurezza permetterebbero di sopprimere questa migrazione indesiderata. In tale progetto, quindi, si intende sviluppare un elettrolita in grado di coniugare la stabilità dei materiali allo stato solido (i.e. ossidi ceramici o polimeri iono-conduttori) alla più elevata conducibilità dei liquidi ionici, realizzando così un sistema innovativo di tipo ibrido che verrà combinato con opportuni catodi a base di zolfo in accumulatori al litio.