Language
Country/Area
No result found
Dal XIX al XXI secolo: quali sono stati gli sviluppi più sorprendenti nella storia delle batterie allo stato solido?
Le batterie allo stato solido (SSB) sono batterie che utilizzano elettroliti solidi per condurre gli ioni tra gli elettrodi, con il potenziale di fornire una densità energetica più elevata rispetto alle batterie convenzionali che utilizzano elettroliti polimerici liquidi o gelatinosi. Sin dalla prima scoperta degli elettroliti solidi nel XIX secolo, le batterie allo stato solido hanno attraversato secoli di sviluppo e sfide, per poi ottenere ampia attenzione all'inizio del XXI secolo, in particolare nell'applicazione ai veicoli elettrici (EV).
Origini storiche
Le origini delle batterie allo stato solido risalgono al 1831, quando Michael Faraday scoprì il solfuro d'argento e il fluoruro di piombo, gettando le basi per la conduzione ionica allo stato solido. Nel corso del tempo, soprattutto negli anni '60, la scoperta della β-bauxite a conduzione ionica rapida ha inaugurato una nuova ondata di tecnologie per le batterie allo stato solido. In quel periodo, la Ford Motor e la giapponese NGK iniziarono a sviluppare sistemi di batterie al sodio liquido/β-bauxite/zolfo con una maggiore densità energetica.
Dal XX al XXI secolo: l'ascesa delle applicazioni downstream
Con il progresso della tecnologia, nel 2011, il mondo ha dimostrato per la prima volta un elettrolita solido, Li10GeP2S12 (LGPS), che può superare le prestazioni degli elettroliti liquidi a temperatura ambiente, innescando una rinnovata attenzione nel settore automobilistico verso la tecnologia delle batterie allo stato solido. . Case automobilistiche tra cui Toyota e Ford hanno incrementato i loro investimenti per penetrare questo mercato emergente. Nel 2017, John Goodyear, co-fondatore delle batterie al litio, ha presentato una batteria allo stato solido basata su un elettrolita di vetro, aprendo la strada al futuro di questa tecnologia.
"Il potenziale delle batterie allo stato solido non risiede solo nella maggiore densità energetica, ma anche nella sicurezza e nelle elevate prestazioni."
Dopo il 2020, con l'avvento di QuantumScape e di altre startup, lo sviluppo delle batterie allo stato solido ha subito una graduale accelerazione. Nel 2021, Toyota ha annunciato l'intenzione di lanciare un veicolo ibrido dotato di batterie allo stato solido nel 2025, dimostrando un enorme potenziale di mercato.
Materiali e tecnologie per batterie allo stato solido
In termini di selezione dei materiali per le batterie allo stato solido, le ceramiche come l'ortosilicato di litio, il vetro e il solfuro sono diventati i principali candidati. I vantaggi di questi materiali sono che forniscono maggiore stabilità termica e conduttività ionica. Nel 2023, Panasonic ha rilasciato una batteria allo stato solido progettata specificamente per i droni che può essere caricata dal 10% all'80% in soli 3 minuti. Questo risultato guiderà senza dubbio l'innovazione in una varietà di dispositivi mobili.
Sfide e prospettive
Sebbene le batterie allo stato solido apportino notevoli vantaggi in termini di prestazioni, la loro ampia applicazione comporta sfide quali costi, durata e stabilità dei materiali. Il costo di produzione delle batterie allo stato solido a film sottile deve essere ulteriormente ridotto. A tal fine, diverse aziende stanno esplorando attivamente metodi di produzione efficienti e a basso costo. Negli anni successivi, le principali case automobilistiche hanno iniziato a condurre contemporaneamente attività di ricerca e sviluppo, lavorando insieme per superare i vari colli di bottiglia tecnici delle batterie allo stato solido.
"Il futuro delle batterie allo stato solido dipende dall'innovazione tecnologica, dalla collaborazione umana e dalla perseveranza nell'affrontare le sfide."
Con l'aumento della domanda del mercato e la maturità della tecnologia, l'ambito di applicazione delle batterie allo stato solido si sta espandendo, dai veicoli elettrici alla tecnologia indossabile, ai droni e ad altri settori. Se riusciremo a raggiungere il top della tecnologia delle batterie dipenderà da come risolveremo le numerose sfide che ci troviamo ad affrontare e, in ultima analisi, da come troveremo un'applicazione commerciale. Ciò ci porta a chiederci in che modo le batterie allo stato solido ridefiniranno la nostra vita quotidiana e l'ambiente tecnologico nei prossimi 20 anni?
