Samsung ha fatto un salto in avanti nella tecnologia delle batterie “solid state”

Un team del Samsung Advanced Institute of Technology ha pubblicato gli ultimi risultati delle ricerche sulla tecnologia per celle con anodi litio metallo ed elettroliti basati su solfuri

Il Samsung Advanced Institute of Technology ha rivelato i risultati delle ricerche avanzate svolte su una tecnologia studiata per ridurre la taglia delle celle con elettroliti allo stato solido fino al 50%, aumentando al contempo durata e sicurezza delle batterie.

L’istituto di ricerca, che ha collaborato con il centro ricerche Samsung in Giappone, ha indicato che la batteria solid state risultato del lavoro del team coreano sarà in grado di raggiungere una autonomia di 800 chilometri ed affrontare oltre 1.000 cicli di ricarica. I risultati sono stati pubblicati su un articolo scientifico apparso su Nature Energy.

La densità di energia volumetrica della cella sviluppata dal SAIT è di 942 Wh/litro, con la possibilità di arrivare in futuro a superare la soglia di 1.000 Wh/litro. Dal punto di vista della resilienza, avrà uno SoH (State of Health, parametro usato per misurare la capacità di conservare energia anche dopo molte ricariche) del 95% dopo 600 cicli e dell’89% dopo 1.000 completati.

La categoria delle batterie solid state prevede che l’elettrolita non sia liquido come nelle attuali celle ma che gli ioni viaggino tra catodo ed anodo o viceversa attraverso materiali, spesso ceramici o vetrosi dalle differenti porosità e rigidezze. Il centro ricerche Samsung ha puntato su elettroliti solidi basati su solfuri, mentre altri sviluppano materiali basati su ossidi (LiPON, LISICON eccetera).

La disponibilità di elettroliti solidi ha riproposto la possibilità di usare litio metallo all’anodo invece della grafite comune attualmente. Una possibilità che spalanca le porte a densità di energia superiori.

I problemi di bassa conduttività ionica (la facilità degli ioni di muoversi a temperatura ambiente) e quelli della crescita di dendriti sulle superfici degli elettrodi che portano ad una ridotta durata e a una diminuita sicurezza nelle batterie sono stati aggirati dal team SAIT, guidato da Yuichi Aihara, Yong-Gun Lee eDongmin Im (i ricercatori ritratti nella foto di apertura).

La cella sperimentale, di tipo pouch e che ha un diffuso catodo di tipo NCM (nickel-cobalto-manganese), conta sull’applicazione di una tecnologia che applica all’elettrodo negativo uno strato di 5 µm (micrometri) di nano-particelle di argento e carbonio per superare gli ostacoli che finora hanno impedito il ritorno all’utilizzo di anodi in litio metallo.

Gli esperti del Samsung Advanced Institute of Technology non hanno aggiunto previsioni sulla commercializzazione da parte del colosso coreano delle batterie con questa tecnologia.

Ma ci sono pochi dubbi che la crescita del settore dei veicoli elettrici la renda molto interessante, specialmente di fronte al crescente numero di veicoli elettrici premium e di pickup che puntano ad assicurare un’autonomia rilevante ai clienti.

E in aggiunta ai miglioramenti introdotti sugli elettroliti e gli anodi, restano quelli sui catodi. Una batteria con elettroliti solid state e anodi in litio metallo diventa ancora più interessante se abbinata a catodi ancora più densi tipo NCMA (nickel-cobalto-manganese-alluminio) oppure alle super-batterie senza cobalto LFMP.

La concorrente e connazionale LG Chem insieme al partner americano General Motors sta lavorando all’apparenza proprio a una cella sperimentale con anodo litio metallo e catodi NCMA.

Al recente EV Day è stata anche mostrata fugacemente agli invitati, sebbene solo Sam Abuelsamid abbia avuto l’occhio abbastanza lungo da rendersi conto che era una notizia da segnalare, cosa che ha fatto nel suo articolo su Forbes.

Credito foto di apertura: ufficio stampa Samsung