Un team di ricercatori giapponesi dell'Università Nazionale di Yokohama ha sviluppato una batteria agli ioni di litio con anodo al manganese che raggiunge una densità energetica di 820 Wh/kg, superando le batterie al nichel-cobalto attualmente utilizzate nei veicoli elettrici.
Questa innovazione potrebbe rappresentare una svolta importante per il settore dei veicoli elettrici. Le batterie al manganese offrono infatti prestazioni superiori rispetto alle attuali batterie al nichel-cobalto, pur essendo più economiche e sostenibili da produrre.
Il principale vantaggio delle batterie al nichel-cobalto è la loro elevata densità energetica, che permette di ottenere una maggiore autonomia con pacchi batteria più compatti.
Tuttavia, nichel e cobalto sono metalli costosi e relativamente rari, il che pone problemi di sostenibilità in vista di una diffusione su larga scala dei veicoli elettrici.
I ricercatori guidati dal professor Naoaki Yabuuchi hanno sviluppato un nuovo approccio basato sull'utilizzo di LiMnO2 nanostrutturato nell'anodo della batteria.
Attraverso studi approfonditi sulla struttura cristallina del materiale, hanno scoperto che una particolare conformazione del LiMnO2 favorisce una transizione di fase che migliora notevolmente le prestazioni dell'elettrodo.
Nei test, le batterie con anodo in LiMnO2 hanno raggiunto una densità energetica di 820 Wh/kg, superando le batterie al nichel-cobalto ferme a 750 Wh/kg. Si tratta di un risultato notevole, considerando che in genere gli elettrodi al manganese offrono prestazioni dimezzate rispetto a quelli tradizionali.
Oltre alle migliori prestazioni, la nuova batteria presenta diversi vantaggi:
- Costi ridotti: il manganese è molto più economico e abbondante di nichel e cobalto
- Sostenibilità: minore impatto ambientale nell'estrazione e lavorazione del manganese
- Processo produttivo semplificato: l'anodo può essere sintetizzato direttamente da due componenti
- Assenza di degradazione: non si osserva il calo di tensione tipico di altre batterie al manganese
I ricercatori stanno ora lavorando per risolvere il problema della dissoluzione del manganese, che potrebbe ridurre la durata della batteria nel lungo periodo. Le soluzioni allo studio prevedono l'uso di elettroliti concentrati e un rivestimento protettivo in fosfato di litio.
Il team è fiducioso che questa tecnologia possa essere rapidamente commercializzata e adottata dall'industria automobilistica. "Abbiamo trovato una metodologia molto economica, e questo è il risultato più importante del nostro studio", hanno dichiarato i ricercatori.
Se confermati su larga scala, questi risultati potrebbero accelerare notevolmente la transizione verso la mobilità elettrica, grazie a batterie più efficienti, economiche e sostenibili.