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La batteria agli ioni di litio si mantiene fresca
Un nuovo tipo di batteria agli ioni di litio trattiene molta più energia rispetto alle versioni precedenti, pur continuando a funzionare bene ad alte temperature. Potrebbe rivelarsi utile per le auto ibride ed elettriche, dove le batterie ad alta densità di solito comportano rischi per la sicurezza.
Supporti di memorizzazione : Leyden Energy produce batterie agli ioni di litio in due formati, per alimentare i gadget dei consumatori.
Energia di Leida utilizza un collettore di corrente di grafite e sale imide nell'elettrolita della batteria. Questi materiali consentono alla batteria di durare più a lungo e resistere a temperature più elevate; Leida ha rifiutato di discutere come ha raggiunto densità di energia più elevate.
La società afferma che la batteria ha una densità energetica di 225 wattora per chilogrammo. Questo rientra nella gamma di fascia alta delle batterie per laptop e circa il 50 percento in più rispetto alle batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici. La startup di quattro anni si aspetta di vedere le sue celle utilizzate da un produttore di tablet PC entro la fine dell'anno, afferma Aakar Patel, CEO di Leyden.
Le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate nell'elettronica di consumo, ma sono necessarie modifiche al design per assicurarsi che funzionino in sicurezza nelle auto elettriche o ibride. Le case automobilistiche sono in genere costrette a utilizzare batterie a bassa densità e a utilizzare sistemi elettronici e di raffreddamento per garantire che le celle della batteria non si surriscaldino troppo. Tesla Motors, ad esempio, utilizza batterie simili a quelle che si trovano nei laptop per alimentare i propri Roadster auto sportiva. L'azienda utilizza il raffreddamento a liquido e l'elettronica e il software di gestione termica per prevenire il surriscaldamento e altri problemi.
Un materiale catodico come il fosfato di litio-ferro viene talvolta utilizzato per le batterie dei veicoli elettrici perché può resistere alle alte temperature. Il compromesso è che ha una densità energetica relativamente bassa, circa 140 wattora per chilogrammo.
Leyden si concentra sull'elettrolita e sul collettore di corrente, perché i due influiscono sulle prestazioni del catodo e dell'anodo e aiutano a determinare la longevità e la stabilità di una batteria, afferma Patel. I risultati sono batterie che funzionano altrettanto bene a temperature fino a 60 °C, aggiunge.
La batteria di Leida sostituisce l'esafluorofosfato di litio, uno dei componenti di una batteria agli ioni di litio, con sale imide. A differenza dell'esafluorofosfato di litio, non reagisce con l'acqua all'interno della cella della batteria, una reazione che degrada notevolmente la durata del ciclo di una batteria. Anche l'esafluorofosfato di litio inizia a decomporsi a temperatura ambiente e perde la sua efficacia in modo più significativo quando la temperatura raggiunge i 55 °C. Il sale imide non inizia a decomporsi a temperature più elevate.
Ma il sale imide può causare problemi corrodendo il collettore di corrente in alluminio che si trova tipicamente in una cella della batteria. La grafite è un buon sostituto perché è immune a questo assalto. Il progresso chiave per Leida non è l'elettrolita. La loro magia è che non stanno usando l'alluminio come attuale collettore, dice Venkat Srinivasan, uno scienziato del Lawrence Berkeley National Laboratory che ha visto la tecnologia dell'azienda. Questo cambiamento ha permesso loro di cambiare l'elettrolita.
Patel afferma che le batterie potrebbero utilizzare il raffreddamento ad aria anziché il raffreddamento a liquido, il che le renderebbe più economiche e leggere. La società sta inoltre sviluppando elettronica e software per la gestione della batteria per prevenire il sovraccarico o la sottocarica, problemi che possono compromettere la durata della batteria, afferma. Leida ha ricevuto di recente una sovvenzione di 2,96 milioni di dollari dalla California su un progetto per produrre 10 pacchi batteria per auto al mese.
La tecnologia delle celle di Leida presenta un vantaggio molto reale per un pacco batterie per veicoli in termini di gestione termica, prestazioni del ciclo di vita e densità energetica, afferma Brian Wismann, direttore dello sviluppo del prodotto presso Brammo, un'azienda che sta sviluppando motociclette elettriche ed è interessata a utilizzando la tecnologia di Leida.
La nuova tecnologia di Leida apparirà per la prima volta nella batteria del laptop. La società afferma che queste batterie raggiungeranno oltre 1.000 cicli di carica e scarica, rispetto ai 300 cicli di una tipica batteria per laptop, e avranno una garanzia di tre anni invece della solita garanzia di un anno.