U rapidu avanzamentu di i veiculi elettrichi è di i dispusitivi elettronichi d'alta putenza hà alimentatu a crescente dumanda di batterie à ioni di litiu à carica ultra-rapida. Eppuru, l'attuali batterie ricaricabili à ioni di litiu soffrenu di una forte diminuzione di putenza durante i prucessi di carica rapida è ponu ancu purtà à guasti catastrofichi, ciò chì aumenta i risichi per a sicurezza. Questu deriva principalmente da l'instabilità elettrochimica à l'interfaccia anodu-elettrolitu, chì provoca una deposizione dannosa di metallicu-litiu nantu à a superficia di a batteria è una scarsa stabilità termica.
In l'ultimi anni, i materiali anodici d'alta tensione sò diventati alternative assai promettenti per inibisce a deposizione eccessiva di litiu è a furmazione di strati instabili d'interfase elettrolitica solida (SEI). Malgradu questi punti di forza, i materiali di punta sò sempre limitati da una conducibilità ionica è una stabilità termica insoddisfacenti, chì indebuliscenu a putenza è l'affidabilità à longu andà.
Sicondu i rapporti di i media stranieri, per risolve questi prublemi, una squadra di ricerca diretta da u prufessore assuciatu Dongwook Han à l'Università Naziunale di Scienza è Tecnulugia di Seoul hà sviluppatu un materiale anodu di fosfatu di titaniu di litiu fora stechiometricu (OS) cù una struttura di tipu NASICON. Stu materiale hè ben cunnisciutu per a so stabilità strutturale è termica eccezziunale. U cuncepimentu pò induce una trasfurmazione di fase spontanea sottu à a superficia di e particelle di materiale attivu per rompe e restrizioni cinetiche è ottene prestazioni di carica rapida stabili.
I risultati di ricerca pertinenti sò stati publicati in a rivista Advanced Functional Materials.
Modulazione di Superficie per u Trasportu Ionicu Acceleratu
U fosfatu di litiu è titaniu (LTP) pussede una struttura di tipu sodiu-super-conduttore ionicu (NASICON), chì vanta una stabilità strutturale è termica eccezziunale, è ancu canali di diffusione rapida di ioni di litiu. Per sfruttà u so putenziale à piena scala, i circadori anu aduttatu una strategia di cuncepimentu fora stechiometrica è anu aumentatu deliberatamente u rapportu trà fosforu (P) è titaniu (Ti). Tale cumpusizione deficiente in titaniu genera duminii di fosfatu di titaniu (TPO) vicinu à a superficia di e particelle LTP.
Queste regioni ricche di TPO agiscenu cum'è canali cinetichi d'alta efficienza, riducendu a barriera energetica per u trasportu di ioni di litiu attraversu l'interfaccia anodu-elettrolitu è custruendu vie di trasferimentu di ioni veloci vicinu à e superfici di e particelle. Inoltre, i legami P-O-P altamente flessibili in u quadru TPO furniscenu flessibilità strutturale per adattassi à a variazione di u vulume durante i cicli di carica rapida è pruteggenu a struttura di tipu NASICON da danni irreversibili.
Prestazioni robuste in circustanze di carica rapida
Cusì, in i testi di capacità di carica rapida, l'indicatore vitale chì valuta a capacità di carica rapida, l'anodu cumpostu OS-LTP-carbonu (OS-LTP/C) hà ritenutu un rimarchevule 86% di a so capacità iniziale sottu à a velocità di carica di 10°C, mentre chì a capacità di l'anodu cumpostu LTP/C immaculatu hè diminuita drasticamente.
Stu materiale offre ancu una eccellente stabilità di cicli dopu à più di 250 cicli. E cunfigurazioni à celle cumplete mostranu prestazioni di velocità altrettantu elevate è una larga compatibilità cù i catodi d'alta tensione.
Una strada più larga versu batterie più sicure
«U nostru metudu crea un paradigma novu di zecca per a cuncepzione di batterie à carica rapida, è pò esse largamente applicatu à parechji sistemi futuri di almacenamiento di energia, cumprese batterie à statu solidu», hà indicatu Han. «Questa strategia di cuncepimentu pò rende i veiculi elettrici più pratichi accurtendu u tempu di carica, migliurendu a sicurezza è offrendu supportu per e rete elettriche di energie rinnuvevuli».
In cunclusione, sta strategia di cuncepimentu fora stechiometrica affronta unu di l'ostaculi principali affrontati da e batterie ricaricabili è offre un approcciu promettente per a tecnulugia di almacenamiento di energia à carica ultrarapida pronta per l'usu cummerciale.
Data di publicazione: 07 d'aostu 2026