Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento - Enea

La ripartizione del catodo è anche fortemente esotermica portando la temperatura e la
pressione a valori ancora più elevati.
Il cobalto è stato il primo materiale utilizzato per i catodi di celle al litio secondarie, ma sono
stati riscontrati problemi di sicurezza perché l'insorgenza di ripartizione chimica avviene ad una
temperatura relativamente bassa ed inoltre, quando il catodo si rompe, viene rilasciata una
quantità elevata di energia. Per tale motivo sono stati sviluppati catodi di materiali alternativi
e il diagramma seguente ne mostra le caratteristiche di ripartizione.
Figura 11 – Energia liberata a diverse temperature per i differenti materiali catodici
Il catodo al litio ferro fosfato si rompe con il rilascio di ossigeno a temperature molto più alte
ed inoltre, quando ciò accade, viene rilasciata molta meno energia. La ragione è che gli atomi
di ossigeno nel fosfato hanno un legame molto forte a causa della valenza del fosforo, che è
difficile da spezzare. La chimica degli altri catodi è basata su ossidi metallici al litio che hanno
legami di valenza molto più debole e si rompono più facilmente con conseguente liberazione di
ossigeno.
Gli effetti della tensione e della temperatura sui fallimenti delle celle tendono ad essere
immediatamente evidenti, ma il loro effetto sul ciclo di vita è meno visibile. Come detto nei
paragrafi precedenti, le escursioni al di fuori del range di uso può causare la perdita
irreversibile della capacità delle celle. L'effetto cumulativo di queste digressioni riduce il tempo
di vita della cella o, nel peggiore dei casi, è causa di morte improvvisa.
Figura 12 – Cicli vita di una cella litio in funzione della temperatura
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