Batterie ricaricabili litio-silicio: promessa di ricarica ultrarapida

Coniugare uno dei materiali alla base del fotovoltaico come il silicio con il materiale oggi di riferimento nell’ambito delle batterie ricaricabili come il litio, questo il connubio su cui sta puntando la società californiana Enevate, per rendere disponibile una soluzione di ricarica ultraveloce, con un incremento sia della densità energetica che quella di potenza, di grande rilevanza nell’ambito della mobilità elettrica.

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Fare il pieno elettrico per 400 km di autonomia in 5 minuti, questo l’obiettivo che ha mosso la californiana Enevate nel suo nuovo sviluppo di batterie ricaricabili litio-silicio ad alte prestazioni, che si differenziano dalle tradizionali unità a ioni di litio per l’utilizzazione di un anodo in silicio in sostituzione della grafite.

Si tratta di un cambiamento solo apparentemente piccolo, dal momento che è in grado di fornire una capacità specifica molto più ampia di 3600 mAh/g, di quasi cento volte superiore rispetto a quello offerto dall’anodo in grafite. A svantaggio del silicio vi sono stati sino ad oggi però significativi incrementi di volume anche del +400% durante la carica, uno svantaggio che ne ha frenato negli anni l’adozione della soluzione.

Un impegno nel settore degli anodi di silicio già dal 2005 quello di Enevate, oggi finalmente pronta a scommettere sulle sue batterie ricaricabili litio-silicio, a tal punto da permettere ai veicoli elettrici di competere con quelli a combustione interna sia sul fronte dell’autonomia che su quello dei tempi di ricarica.

Come spiega l’azienda “Una batteria EV è più dell’equivalente di un serbatoio di carburante. È il gruppo propulsore del veicolo: il componente più grande, più costoso e più critico. Questo elemento determina autonomia, tempi di ricarica, prestazioni, maneggevolezza, potenza, prezzo, sicurezza e sostanzialmente tutti gli aspetti critici della vettura”. 

Un aiuto importante quello che le batterie ricaricabili litio silicio possono dare al settore della mobilità elettrica. La svolta nel superamento del principale limite tecnologico da parte di Enevate è costituita dall’impiego di un film ingegnerizzato in silicio puro deposto secondo un design a più strati, con un materiale anodico privo di leganti, altamente poroso e con una capacità specifica di circa 3.000 mAh/g. 

Come si spiega nella rivista IEEE Spectrum, “La soluzione può essere concettualizzata come un film duro, poroso e conduttivo, dove ogni poro ha il suo “palloncino” interno di silicio. In questo modo il silicio può gonfiarsi e sgonfiarsi a piacimento senza causare alcun problema di cracking”.

Secondo Enevate le nuove batterie ricaricabili litio-silicio possono vantare un incremento della densità di energia pari a circa il 30% rispetto alla tecnologia attuale, raggiungendo i 350 Wh/kg, potendo essere caricate in tempi tre volte più rapidi rispetto a prodotti di mercato oggi più avanzati. La società californiana conta di avere i nuovi pacchi batteria pronti per l’accesso nel mercato nel 2024-2025.

Sauro Secci