Le batterie al litio sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana, ma sapevi come funzionano?
Sono in telefoni, computer e tablet. Ci permettono di camminare per strada inviando meme ed emoji ai nostri amici, senza la necessità di essere collegati a una presa elettrica.
Queste batterie ricaricabili, chiamate anche agli ioni di litio o agli ioni di litio, forniscono l’energia necessaria per far funzionare la maggior parte dei dispositivi elettronici che usiamo ogni giorno.
La storia delle batterie agli ioni di litio
I loro primi prototipi furono progettati nei primi anni ’70, ma fu solo nel 1991 che l’azienda giapponese Sony presentò una versione commerciale, che in generale è ancora molto simile a quelle che usiamo ora.
Il loro sviluppo è così importante che nel 2019 l’Accademia svedese delle scienze ha assegnato il Premio Nobel per la chimica ai suoi sviluppatori originali.
John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino hanno ricevuto questo premio per il loro contributo allo sviluppo delle batterie al litio.
Vantaggi delle batterie agli ioni di litio
Una delle principali virtù delle batterie al litio è che danno autonomia ai dispositivi che le hanno: in altre parole, possono essere utilizzate a lungo senza bisogno di essere ricaricate.
Ciò è dovuto al fatto che i composti che contengono possono immagazzinare una grande quantità di energia, grazie alle caratteristiche elettrochimiche del litio.
Questo elemento è solo il terzo nella tavola periodica, il che significa che ha piccoli atomi, motivo per cui è un materiale leggero.
Questa caratteristica contribuisce a far sì che le batterie al litio abbiano un peso inferiore rispetto ad altre batterie ricaricabili, come quelle al piombo, utilizzate nelle automobili.
Una piccola e leggera batteria al litio ha la capacità di immagazzinare una carica che può durare da ore a giorni.
Ciò è dovuto anche al fatto che, oltre al litio, vengono utilizzati altri materiali che consentono di impilare il più vicino possibile le celle che compongono la batteria.
Ecco perché le batterie al litio possono essere compatte e sottili.
Sicurezza delle batterie al litio
Un problema con questo tipo di batteria è che durante il processo di ricarica avvengono reazioni esotermiche, cioè rilasciano calore.
Questo, aggiunto al fatto che alcuni componenti delle batterie al litio sono infiammabili, contribuisce al fatto che in determinate circostanze possono prendere fuoco o addirittura esplodere.
Certamente, nessuno può andare in giro con tranquillità, pensando di portare una piccola bomba a forma di cellulare nella sua borsa.
Sebbene il rischio di cui sopra sia reale, le batterie al litio non prendono fuoco spontaneamente o in nessun caso.
Devono innanzitutto esserci condizioni che favoriscono il surriscaldamento, come ad esempio durante la ricarica delle apparecchiature: per questo in genere si consiglia di non utilizzare dispositivi elettronici quando sono collegati alla corrente elettrica.
Può anche accadere quando i telefoni al litio della batteria sono troppo vicini tra loro e possono andare in cortocircuito.
Questo è un problema quando si vuole miniaturizzare le apparecchiature: quando si cerca di realizzare batterie più compatte, può capitare che i loro componenti si avvicinino troppo tra loro.
Ma questo può essere evitato prima con una corretta progettazione delle batterie al litio e anche aggiungendo materiali che possono fungere da isolanti.
Ad esempio, è stato provato l’uso di film di polietilene molto sottili mescolati con nanoparticelle.
Se si verifica un rapido riscaldamento, gli spazi tra le nanoparticelle si espandono, interrompendo il passaggio di corrente. Una volta che la batteria si è completamente raffreddata, le nanoparticelle tornano al loro posto e il funzionamento del dispositivo torna alla normalità.
Questi tipi di miglioramenti migliorano le loro prestazioni e ci aprono la porta per usarli per produrre energia per sostituire i combustibili fossili. Qualcosa di cui abbiamo urgente bisogno.
