Samsung sta sviluppando batterie allo stato solido

Si parla tanto di batterie perchè il 99% delle cose che usiamo, se non di più, funzionano a elettricità e a batterie. Tra i più grandi produttori mondiali di batterie c’è Samsung. La sfida del futuro sembra riguardare le batterie allo stato solido e Samsung dimostra di essere già uno step avanti.

L’argomento è molto importante. Quasi ogni giorno non c’è persona che chieda se le batterie durano abbastanza, o se ci sono nuove batterie in studio, se si potranno caricare più velocemente, se conterranno più energia, se saranno al grafene, etc…

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Ultimamente i guru delle batterie sembrano essere i costruttori di auto elettriche. Se infatti in uno smartphone può essere sufficiente una batteria da 4000 mAh a 3.7V, in un auto delle stesse celle da 4000 mAh ne servirebbero migliaia all’interno solo di un veicolo. Con in più il problema più grosso, ovvero quello di dover costruire batterie che risentano il meno possibile di cali di prestazioni e al tempo stesso che siano più leggere e piccole possibile.

Per anni gli smartphone hanno trainato la ricerca nelle batterie dovendo far stare più energia possibile in meno spazio. Ma ora il problema si fa più grande. Ovvero far durare una batteria più di 10 o 20 anni. E non i 2/3/5 anni di utilizzo di un dispositivo elettronico come smartphone o tablet.

Aspettando il Battery Day di Tesla, Samsung mostra le sue batterie allo stato solido

Nella giornata di ieri Samsung ha presentato uno studio riguardo le sue nuove batterie allo stato solido ad alte prestazioni e a lunga durata. Ovviamente al momento si tratta di batterie concepite prettamente per il settore dei veicoli elettrici. Ma in futuro potrebbero approdare anche nei nostri dispositivi portatili.

Al contrario delle batterie agli ioni di litio (Lithium ion o L-ion battery) che utilizzano elettroliti liquidi, le batterie a stato solido utilizzano, come dice il nome, elettroliti solidi in grado di garantire una densità energetica più elevata.

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Purtroppo però la tecnologia usata fino ad ora non è esente da difetti. Infatti gli anodi metallici usati in questo genere di batterie favoriscono il formarsi di dendriti che potrebbero produrre effetti collaterali non desiderati. Tra questi effetti collaterali c’è anche la durata della vita della batteria ridotta, oltre che una minore sicurezza della batteria nel tempo. Addirittura, un loro accumulo può bucare lo strato che separa anodo e catodo causando un cortocircuito.

Batterie Argento-Carbonio nel prossimo futuro?

I ricercatori del SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) e del SRJ (Samsung R&D Institute Japan) hanno provato ad usare differenti materiali per l’anodo, usando per la prima volta uno strato composito di Ag-C (Argento-Carbonio).

Il team di sviluppo ha scoperto che grazie all’utilizzo di uno strato di Ag-C in un prototipo di cella a sacchetto (tipo quella usata comunemente negli smartphone che potete vedere nella prima immagine in alto) era possibile accumulare più energia nella cella, con il conseguente aumento di capacità della stessa. In più si guadagna un ciclo di vita più lungo e maggiore sicurezza complessiva. In pratica si va a ribaltare tutti i problemi che le batterie a stato solido hanno avuto fino ad oggi.

Lo strato nanocomposito Ag-C è sottilissimo. Misura appena 5µm (micrometri) di spessore. Di conseguenza anche l’anodo è meno spesso e si riesce a raggiungere fino a 900 Wh/L di densità energetica.

Il prototipo sviluppato è circa il 50% più piccolo di una batteria agli ioni di litio tradizionale, mantenendo la stessa capacità. Questo ha permesso ai ricercatori Samsung di garantire fino a 800 km di autonomia di un auto elettrica con singola carica, oltre a garantire una vita della batteria nell’ordine dei 1000 cicli di carica.

E se il dato vi sembra basso, vi basti pensare che attualmente l’auto elettrica con più autonomia è la Tesla Model S con 100 kWh di batteria e 627 km di autonomia.

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