Un gruppo di ricercatori dell’Università delle Poste e Telecomunicazioni di Nanjing, guidato dal professor Wen-Yong Lai, ha sviluppato una batteria agli ioni di litio altamente flessibile, in grado di allungarsi fino al 5000% della sua lunghezza originale senza compromettere le prestazioni.
Una batteria veramente adattabile
Le batterie tradizionali sono notoriamente rigide e difficili da piegare, ma l’introduzione di dispositivi elettronici flessibili come telefoni pieghevoli, schermi arrotolabili e monitor indossabili richiede una revisione completa di questi componenti energetici. I tentativi precedenti di creare batterie flessibili hanno utilizzato materiali conduttivi tessili o tecniche artigianali come gli origami per piegare componenti rigidi. Tuttavia, la nuova batteria sviluppata dal team di Nanjing rappresenta un significativo passo avanti poiché tutti i suoi componenti sono elastici, rendendo la batteria realmente flessibile.
Il processo di costruzione
Per costruire questa batteria, i ricercatori hanno steso su una piastra una sottile pellicola di pasta conduttiva contenente nanofili d’argento, nerofumo e materiali anodici e catodici a base di litio. Successivamente, hanno applicato uno strato di polidimetilsilossano (PDMS), un materiale altamente flessibile comunemente utilizzato nella produzione di lenti a contatto. Su questa base, hanno aggiunto un liquido altamente conduttivo contenente un sale di litio e altri ingredienti necessari per formare un polimero estensibile, che è stato poi solidificato tramite esposizione alla luce, creando uno strato solido capace di trasportare ioni di litio e di essere allungato.
Il risultato è una batteria racchiusa in un involucro protettivo, con un altro strato di elettrodi sulla parte superiore, che può essere estesa fino al 5000% della sua lunghezza originale.
Prestazioni superiori
Nonostante la flessibilità estrema, la nuova batteria mantiene eccellenti capacità di immagazzinamento dell’energia. Secondo un comunicato stampa, essa conserva la capacità di carica anche dopo 70 cicli di carica e scarica. Inoltre, i ricercatori sono riusciti ad aumentare la capacità di carica media della batteria di sei volte rispetto alle batterie convenzionali che utilizzano elettroliti liquidi.
Stabilità a lungo termine
Un altro aspetto rivoluzionario di questa batteria è la sua stabilità durante i cicli di carica e scarica. Nei primi 30 cicli, le batterie tradizionali con elettroliti liquidi vedono un calo del 16% delle prestazioni, mentre l’elettrolita polimerico solido sviluppato dai ricercatori di Nanjing mostra solo una riduzione dell’1% nello stesso intervallo di tempo. Questo suggerisce che l’elettrolita polimerico potrebbe offrire un funzionamento molto più stabile e duraturo.
Prototipi e prospettive future
Oltre alla batteria principale, i ricercatori hanno realizzato altri prototipi utilizzando elettrodi solidi. Hanno scoperto che l’elettrolita polimerico consente un funzionamento stabile anche dopo 1.000 cicli di carica e scarica. Nonostante le batterie sviluppate siano ancora imperfette e necessitino di ulteriori miglioramenti, il successo di questo progetto apre la strada all’adozione di batterie flessibili per una vasta gamma di dispositivi.
I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista ACS. Con ulteriori sviluppi, queste batterie potrebbero rivoluzionare l’industria dell’elettronica, rendendo i dispositivi più versatili e resistenti.L’innovazione delle batterie agli ioni di litio ultra flessibili dall’Università delle Poste e Telecomunicazioni di Nanjing è un esempio lampante di come la ricerca scientifica possa trasformare radicalmente le tecnologie quotidiane, portandoci un passo più vicino a un futuro dove l’elettronica flessibile è la norma.
