Economia circolare: batterie al litio da vecchi catodi
Nell’ambito delle tecnologie delle batterie agli ioni di litio, quelle con catodo in litio-ossido di cobalto (LiCoO2) rappresentano una delle opzioni più diffuse nell’industria dell’elettronica di consumo. La loro notevole densità energetica le rende una soluzione di alimentazione di ampia diffusione per dispositivi come telefoni cellulari, laptop, fotocamere digitali e molto altro ancora. Tuttavia, il crescente uso di queste batterie ha sollevato una sfida importante: cosa fare quando questi dispositivi raggiungono la fine della loro vita utile?
Una risposta intrigante a questa domanda è stata sviluppata da un gruppo di ricercatori che hanno ideato una nuova strategia per il riciclo dei catodi in LiCoO2 degradati al fine di produrre nuove batterie al litio ad elevate prestazioni.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista “Advanced Energy Materials”, un team di ricerca guidato dal Prof. Zhang Yunxia dell’Istituto Hefei di Scienze Fisiche dell’Accademia Cinese delle Scienze ha spiegato come la tecnica di sinterizzazione in fase solida possa essere utilizzata per convertire direttamente il litio ossido di cobalto in materiali catodici ad alta densità energetica.
In pratica, i ricercatori hanno trasformato i vecchi catodi in polvere, versandoli in uno stampo e riscaldando quest’ultimo ad una temperatura elevata, ma inferiore al punto di fusione del materiale in polvere. Questo processo ha permesso di compattare le polveri, creando un materiale solido. Il risultato è la rigenerazione degli elettrodi degradati in nuovi materiali catodici. Inoltre, il team ha scoperto che questa tecnica migliora la stabilità complessiva del materiale. Come sottolineato dal Prof. Zhang, “Questa metodologia ci permette di ottenere tre benefici in una sola mossa”, spiegando come questa strategia consenta contemporaneamente l’integrazione del litio, il rivestimento con Li2SO4 e il doping del manganese nei siti del cobalto.
Il catodo riciclato non solo ha dimostrato un’elevata capacità di scarica specifica di 188,2 mAh/g a 0,2 C, ma ha anche mostrato prestazioni cicliche superiori, mantenendo il 92,5% della sua capacità iniziale dopo 100 cicli a 0,5 C.
Secondo i ricercatori, diversi materiali catodici basati su litio-ossido di cobalto provenienti da produttori diversi o con diversi rapporti molari Li/Co potrebbero essere efficacemente trasformati in nuove batterie al litio ad alte prestazioni utilizzando questa innovativa tecnica di riciclo.
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