Il "respiro" delle batterie spiega il degrado ^{CEFR B2}

Ricercatori della University of Texas at Austin, Northeastern University, Stanford University e Argonne National Laboratory hanno identificato una causa strutturale della perdita di prestazioni nelle batterie ricaricabili. Pubblicato su Science, lo studio collega l'espansione e la contrazione ciclica degli elettrodi a un processo chiamato degradazione chemo-meccanica, che riduce l'efficienza e accorcia la vita delle celle.

Gli scienziati descrivono il movimento ripetuto come un "respiro" della batteria. All'interno degli elettrodi centinaia di migliaia di particelle non si comportano uniformemente: alcune si muovono rapidamente, altre rimangono più stabili. Questo porta a fenomeni chiamati "cascate di deformazione" (strain cascades), nei quali la sollecitazione si accumula in una zona e poi si propaga, generando stress locali che possono evolvere in crepe o danni meccanici.

Il gruppo ha osservato questi effetti con tecniche avanzate di imaging in tempo reale, fra cui microscopia operando a trasmissione di raggi X (TXM) e laminografia a raggi X tridimensionale, e ha rilevato i comportamenti nelle prove su auricolari commerciali impiegati in un altro progetto. Comprendere come la deformazione si forma e si propaga offre percorsi pratici: progettare elettrodi più resistenti, applicare pressione controllata per attenuare gli stress e sviluppare modelli teorici che descrivano le complesse interazioni chimico-meccaniche.

Il lavoro è stato finanziato dal Vehicle Technologies Office del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e ha incluso contributi da scienziati di UT, Northeastern, Sigray Inc., Stanford, SLAC National Accelerator Laboratory e Argonne National Laboratory.