Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento - Enea
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stanno ora ricevendo consensi configuraz<strong>ioni</strong> <strong>di</strong> cella piatta impacchettata in involucri in<br />
plastica (spesso metallizzata).<br />
Elettrolita polimerico<br />
Le <strong>batterie</strong> al <strong>litio</strong> polimero si <strong>di</strong>fferenziano da quelle convenzionali nel tipo <strong>di</strong> elettrolita usato.<br />
Il progetto originale usava un elettrolita polimerico solido secco. Questo elettrolita somiglia ad<br />
un film plastico che non conduce l’elettricità ma consente lo scambio <strong>ioni</strong>co. L’elettrolita<br />
polimerico sostituisce il tra<strong>di</strong>zionale separatore poroso, che è imbevuto con l’elettrolita. Il<br />
progetto del polimero secco offre semplificaz<strong>ioni</strong> a riguardo della costruzione, robustezza,<br />
sicurezza e geometria con spessore sottile. Sfortunatamente, il polimero secco garantisce<br />
bassa conducibilità. La resistenza interna è troppo alta e non è possibile consegnare le alte<br />
correnti richieste dalle moderne applicaz<strong>ioni</strong>. Per compromesso, sono stati aggiunti alcuni<br />
elettroliti gelificati. Le celle commerciali usano un separatore/elettrolita a membrana preparato<br />
dallo stesso polietilene poroso tra<strong>di</strong>zionale o separatore polipropilenico riempito con un<br />
polimero, che gelifica sostituendo l’elettrolita liquido. Così le celle commerciali al <strong>litio</strong>-ione<br />
polimero sono molto simili nella chimica e nei materiali alle loro controparti con elettrolita<br />
liquido e rispetto ad esse presentano i vantaggi <strong>di</strong> avere un profilo molto basso, fattore <strong>di</strong><br />
forma flessibile (i costruttori non sono vincolati da formati <strong>di</strong> cella standard), leggerezza<br />
(l’elettrolita gelificato semplifica il packaging), sicurezza (maggiore resistenza alla sovraccarica,<br />
minori possibilità <strong>di</strong> <strong>per</strong><strong>di</strong>ta <strong>di</strong> elettrolita). Nonostante tali vantaggi, la tecnologia <strong>litio</strong>-ione<br />
polimero non si è <strong>di</strong>ffusa tanto velocemente come era nelle attese. Infatti, la sua su<strong>per</strong>iorità<br />
rispetto agli altri sistemi e i bassi costi <strong>di</strong> fabbricazione non sono stati pienamente realizzati:<br />
rispetto alla tecnologia <strong>litio</strong>-ione tra<strong>di</strong>zionali, la capacità è lievemente inferiore e <strong>per</strong>mane un<br />
alto rapporto costo – energia.<br />
3.3 Vantaggi e svantaggi derivanti dall’impiego <strong>di</strong> <strong>batterie</strong> al <strong>litio</strong>.<br />
Vantaggi.<br />
Alta tensione <strong>di</strong> cella, fino a 3,7 V nominali, <strong>di</strong>retta conseguenza del potenziale altamente<br />
negativo del <strong>litio</strong>. Ciò significa che, <strong>per</strong> una data tensione <strong>di</strong> batteria, sono necessarie un<br />
minor numero <strong>di</strong> celle ed associate conness<strong>ioni</strong> ed elettronica <strong>per</strong> sistemi <strong>batterie</strong> ad alta<br />
tensione (una cella al <strong>litio</strong> può sostituire tre celle al NiCd o NiMH, che hanno una tensione <strong>di</strong><br />
soli 1,2 V).<br />
Basso peso.<br />
Densità <strong>di</strong> energia molto alta (circa quattro volte meglio delle piombo acido), come<br />
conseguenza dell’alta tensione <strong>di</strong> cella, e densità <strong>di</strong> potenza molto alta. L’alta densità <strong>di</strong><br />
potenza ed energia sono una conseguenza dell’esiguo spessore delle celle.<br />
La piccola <strong>di</strong>mensione consente l’intercalazione elettrochimica reversibile degli atomi <strong>di</strong> <strong>litio</strong><br />
negli elettro<strong>di</strong> negativi a base <strong>di</strong> carbonio, con piccolo sforzo e stress strutturale.<br />
Analogamente, le <strong>di</strong>mens<strong>ioni</strong> molto piccole dello ione <strong>litio</strong> rendono quest’ultimo facilmente<br />
e reversibilmente incorporabile in una varietà <strong>di</strong> ossi<strong>di</strong> che formano l’elettrodo positivo.<br />
Queste caratteristiche mantengono l’integrità degli elettro<strong>di</strong> durante i cicli <strong>di</strong> carica –<br />
scarica, requisito chiave <strong>per</strong> i cicli vita, specialmente quelli con scarica profonda: le <strong>batterie</strong><br />
possono essere ciclate con intensi DOD senza influenzare negativamente il ciclo vita o<br />
l’abilità a fornire alta potenza <strong>di</strong> uscita.<br />
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