I cicli di carica e scarica influiscono su durata e prestazioni della batteria. Adottare protocolli di ricarica nuovi può quindi diminuire lo stress a cui sono sottoposte le celle e preservarne il buono stato di salute. È quello che ha pensato un team di ricercatori tedeschi provenienti da vari istituti di ricerca e guidati dal professor Philipp Adelhelm dell'Helmholtz Centre di Berlino e della Humboldt University.
Lo studio, che ha visto la partecipazione di scienziati danesi, è stato pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Energy Materials e analizza i vantaggi della cosiddetta ricarica a impulsi. Vediamo di cosa si tratta partendo dai test di laboratorio.
Gli impulsi fanno bene all'anodo
Il team di ricercatori ha svolto una serie di misurazioni su batterie agli ioni di litio con anodo in grafite e una chimica NMC532 (composta cioè con 5 parti di nichel, 3 parti di manganese e 2 parti di cobalto). Si tratta di una chimica molto diffusa sulle auto di oggi, nonostante i nuovi standard preferiscano una distribuzione NMC811.
Su queste batterie, gli scienziati hanno avviato vari cicli di ricarica. Su alcune hanno adottato metodi tradizionali, con ricarica a corrente continua, su altre hanno provato una ricarica a impulsi ad alta frequenza. Poi hanno aperto le singole celle per analizzare cosa era successo al loro interno. Hanno così scoperto che le celle ricaricate a corrente continua riportavano anodi con fratture più evidenti e ispessimenti nella struttura.
Meno stress = più durata
Nelle celle ricaricate con corrente a impulsi, al contrario, si è riscontrata una distribuzione più omogenea degli ioni di litio sull'anodo che ha ridotto lo stress a cui le celle sono sottoposte durante le fasi di ricarica.
Julia Kowal, esperta in tecnologie di stoccaggio dell'energia presso l'università di Ingegneria di Berlino, ha dichiarato: "La ricarica a impulsi potrebbe offrire numerosi vantaggi nel preservare le prestazioni delle batterie e potrebbe allungarne la vita in modo significativo".
Ora, la priorità degli scienziati è testare varie frequenze di ricarica per trovare quelle più corrette sui vari tipi di celle sul mercato.