Ultime notizie: batteria allo stato solido scalabile per una carica completa in 5 minuti presentata al CES 2026

2026-01-07 | Jerry Huang

Notizie dal Consumer Electronics Show (CES) 2026 di Las Vegas: la startup finlandese Donut Lab ha presentato il suo esplosivo prodotto "black tech" alla fiera annuale CES. L'azienda sostiene che la sua batteria sia la prima batteria allo stato solido (ASSB) prodotta in serie al mondo. Al CES 2026, Donut Lab ha annunciato il lancio di quella che definisce la prima batteria al mondo interamente allo stato solido, pronta per la produzione OEM e che sarà la prima ad essere applicata ai modelli di motociclette a due ruote TS Pro e Ultra di Verge Motorcycles. Se verranno effettivamente consegnate ai clienti, rappresenteranno una pietra miliare nel percorso di elettrificazione globale, segnando la transizione della tecnologia allo stato solido dai modelli di laboratorio a quelli di produzione di massa. In un comunicato stampa sul suo sito web ufficiale, Donut Lab ha dichiarato il proprio impegno nell'innovazione e nella fornitura di nuove forme di soluzioni di elettrificazione, spingendo costantemente i limiti delle prestazioni dei veicoli elettrici e introducendo nuove tecnologie sul mercato. Donut Lab sta plasmando il futuro della mobilità. "Ora, Donut Lab è onorata di lanciare la prima batteria allo stato solido al mondo, utilizzabile per la produzione di veicoli OEM. La batteria allo stato solido di Donut Lab sarà immediatamente messa in commercio, fornendo energia all'attuale gamma di motociclette Verge".

Secondo quanto riportato, la batteria allo stato solido di Donut Lab offre una densità energetica di 400 Wh/kg, consentendo una maggiore autonomia, una struttura più leggera e una flessibilità senza precedenti nella progettazione di veicoli e prodotti.

La batteria può essere caricata completamente in soli 5 minuti senza dover limitare la carica all'80% e supporta una scarica completa sicura, ripetitiva e affidabile.

A differenza delle tradizionali batterie agli ioni di litio, questa batteria allo stato solido offre una "perdita di capacità minima" durante il suo ciclo di vita. Si afferma che sia stata testata fino a 100.000 cicli di carica, offrendo una durata effettiva ben superiore alle tecnologie esistenti. La sicurezza è un altro punto cardine delle sue caratteristiche: niente elettroliti liquidi infiammabili, niente runaway termico e niente dendriti metallici! Questo elimina radicalmente la causa di incendi delle batterie, rendendola estremamente sicura e davvero rivoluzionaria. Donut Lab ha dichiarato che le prestazioni della batteria sono state rigorosamente testate a temperature comprese tra -30 e oltre 100 gradi C (mantenendo il 99 percento della capacità "senza segni di accensione o degradazione").

In termini di materie prime e costi, Donut Lab afferma che le sue batterie allo stato solido sono interamente realizzate con "materiali abbondanti, convenienti e geopoliticamente sicuri", privi di elementi rari e con un costo inferiore rispetto alle alternative agli ioni di litio. Tuttavia, Donut Lab non specifica i materiali specifici necessari per produrre le sue celle per batterie allo stato solido.

Antuan Goodwin, giornalista senior del settore automobilistico, ha avuto un incontro ravvicinato con il modello di batteria allo stato solido di Donut Lab al CES di quest'anno. Secondo la sua presentazione, le dimensioni di questa batteria sono simili a quelle di uno smartphone con schermo di grandi dimensioni (come l'iPhone 17 Pro Max) ed è estremamente leggera. Questa batteria ultraleggera sarà anche molto adatta per l'applicazione sui droni in futuro.

Secondo il suo piano, Donut Lab svilupperà una soluzione per combinare queste batterie in unità di potenza più grandi da 5 kWh; ciascuna unità avrà dimensioni simili a quelle della console di gioco PS5. Le sue dimensioni ridotte consentiranno l'installazione di quattro di queste unità di potenza nel telaio della moto Verge TS Pro. Questo design innovativo beneficia di un motore elettrico circolare integrato nella ruota, annunciato da Donut Lab lo scorso anno. Donut Lab e Verge Motorcycles hanno annunciato lunedì che le motociclette Verge saranno il primo veicolo al mondo prodotto in serie dotato di questa nuova batteria. La motocicletta ha un tempo di ricarica di soli 10 minuti, offrendo un'autonomia completa fino a 60 chilometri al minuto. La loro versione Verge Ultra può percorrere fino a 600 chilometri con una singola carica. Una durata di 100.000 cicli di questa batteria può essere interpretata come un'autonomia totale teorica di 60 milioni di chilometri. Anche percorrendo 60.000 chilometri all'anno, questa batteria può durare teoricamente 1.000 anni. Alcuni dicono che sembra "troppo bello per essere vero".

"Donut Lab ha progettato una nuova batteria Donut allo stato solido ad alte prestazioni che può essere adattata a grandi volumi di produzione e che sarà già in uso nel mondo reale sulle moto Verge Motorcycles in circolazione nel primo trimestre del 2026". Il prezzo iniziale di Verge TS Pro è di $ 29.900. Oltre all'installazione nelle motociclette elettriche, le batterie allo stato solido sono ovviamente più promettenti nell'applicazione sui veicoli elettrici. Goodwin ha affermato che i vantaggi di questa tecnologia sono più significativi nei veicoli di grandi dimensioni: la riduzione del peso e il miglioramento della velocità di ricarica mostreranno un effetto raddoppiato nell'uso. Donut Lab ha annunciato lunedì che collaborerà con l'azienda di veicoli elettrici WattEV per creare una piattaforma modulare ultraleggera per veicoli elettrici che combina la tecnologia del motore e della batteria Donut.

"Le batterie allo stato solido sono sempre state descritte come 'pronte a pochi anni di distanza'", ha affermato Marko Lehtimäki, amministratore delegato di Donut Lab. "La nostra risposta è diversa. Sono pronte oggi. Non più tardi."

Per una migliore comprensione, diamo un'occhiata alle batterie attualmente in uso commerciale e ai piani per la produzione di massa di batterie allo stato solido. Nel settore delle batterie esiste da sempre il "Trilemma (Mundelliano)" o "Trinità Impossibile", che si riferisce alla difficoltà di bilanciare simultaneamente i tre indicatori fondamentali delle batterie (prestazioni, costo e sicurezza). Ottimizzare uno di essi spesso richiede di sacrificare l'altro, o addirittura due.

In confronto, la densità energetica delle migliori batterie agli ioni di litio commerciali varia da circa 250 a 300 Wh/kg, con una durata tipica di circa 5000 cicli. Per prolungare la durata delle batterie, spesso si sconsiglia di caricarle oltre l'80%. Se tutte le caratteristiche della batteria Donut fossero vere, questa supererebbe di gran lunga la tecnologia esistente sotto ogni aspetto.

Sunwoda ha annunciato nell'ottobre 2025 una batteria polimerica allo stato solido di nuova generazione con una densità energetica di 400 Wh/kg, che ha una durata di soli 1200 cicli; la super batteria Shenxing di seconda generazione, lanciata da CATL nell'aprile 2025, è stata anch'essa commercializzata con un'autonomia di 520 chilometri con una ricarica di 5 minuti. La durata della batteria LFP di quinta generazione è di circa 3000 cicli.

Inizialmente Toyota aveva pianificato la produzione di massa della sua batteria interamente allo stato solido nel 2020, ma in seguito è stata posticipata al 2023, poi al 2026 e ora al 2027-2028. Anche Samsung SDI ha fissato l'obiettivo di una batteria interamente allo stato solido scalabile nel 2027.

CATL ha in programma di avviare la produzione su piccola scala di batterie allo stato solido nel 2027 e su larga scala intorno al 2030. Hyundai e Kia affermano che non avverrà prima del 2030. Bloomberg NEF prevede che entro il 2035, tutte le batterie allo stato solido rappresenteranno solo circa il 10% della domanda globale di veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia.

Investitori e società di consulenza restano ottimisti sulla domanda di litio nel 2026

2025-12-17 | Jerry Huang

Negli ultimi anni il mercato globale dei veicoli elettrici ha raggiunto un tasso di crescita relativamente "razionale", parallelamente al calo mondiale dei sussidi ai veicoli elettrici, che ha portato a una domanda di sali di litio più debole del previsto nello stesso periodo di tempo.

Di recente, la società di consulenza Adamas Intelligence ha previsto che, con l'entrata della popolarità dei veicoli elettrici in una fase relativamente matura, la crescita della domanda di sistemi di accumulo di energia diventerà il "fattore di fluttuazione chiave" che influenzerà la produzione di batterie, che a sua volta determinerà la domanda di litio nel 2026. Citigroup, UBS e Bernstein prevedono che questa espansione dei sistemi di accumulo di energia porterà il mercato globale del litio a scarseggiare il prossimo anno. La domanda di litio nel segmento degli impianti di accumulo di energia dovrebbe crescere del 55% il prossimo anno, superando di gran lunga l'aumento del 19% registrato dai veicoli elettrici.

Svelata un'altra tecnologia ecologica e a basso costo per il riciclaggio dei catodi LIB

2025-11-25 | Jerry Huang

Nota dell'editore: il rapido sviluppo dell'elettronica di consumo, dei veicoli elettrici e dell'accumulo di energia in rete ha portato a un'enorme domanda di batterie agli ioni di litio (LIB). Tuttavia, con una durata di soli 6-8 anni, si prevede che oltre 11 milioni di tonnellate di batterie scadranno entro il 2030, innescando pressioni senza precedenti sulle risorse, rischi ambientali e sfide economiche. Attualmente, i materiali catodici riciclati (in particolare gli ossidi metallici stratificati, LMO), contenenti elementi di alto valore come Li, Co, Ni e Mn, sono al centro di questi sforzi di riciclo.

Ecco un altro approccio presentato dal team di Quanquan Pang presso la PKU in collaborazione con il team congiunto di Jiasheng Meng presso la WUT sul riciclo dei catodi LIB esauriti, in particolare degli LMO. Un ringraziamento a tutti i ricercatori, con profondo rispetto.

In particolare, questo approccio LTMS-ECR elabora direttamente i catodi esausti ancora attaccati ai collettori di corrente in alluminio, senza dover frantumare gli elettrodi in "polvere nera" e semplificando notevolmente le fasi di pretrattamento.

Si sostiene che la tecnologia LTMS-ECR abbia il potenziale per raggiungere un'elevata redditività di 1,86 $/kg nel riciclaggio delle batterie esaurite grazie all'uso di elettroliti di sali fusi riutilizzabili e a basso costo e Li2O, insieme a sottoprodotti di alto valore Co3O4 e LiCl, mostrando un miglioramento di quasi dieci volte rispetto alle tecnologie pirometallurgiche e idrometallurgiche.

Le analisi sull'impatto tecnico, economico e ambientale dimostrano che LTMS-ECR presenta una notevole fattibilità economica e sostenibilità ambientale. L'elevata efficienza di recupero, il basso consumo energetico e il rispetto dell'ambiente rappresentano un percorso chimico rivoluzionario per il riciclo dei materiali catodici.

Astratto

Il riciclo elettrochimico (ECR) offre una strategia promettente che sfrutta l'energia rinnovabile per decostruire gli ossidi metallici stratificati (LMO) esausti. Tuttavia, gli attuali approcci ECR sono limitati al funzionamento ad alta temperatura (fino a 750 °C) utilizzando carbonati alcalini o cloruri fusi come elettroliti, con conseguente elevato consumo di energia per l'apporto di calore. In questo studio, viene proposto un elettrolita di cloroalluminato alcalino fuso a basso punto di fusione, composto da AlCl3–LiCl, che consente l'elettrolisi ECR a temperature fino a 150 °C. Grazie all'elevata solubilità del portatore di carica O2− nel fuso di cloroalluminato alcalino, il catodo dell'LMO subisce una destrutturazione elettrochimica riduttiva per produrre metalli di transizione elementari e cloruro di litio (LiCl). È importante notare che due prodotti sono insolubili nel fuso aggiunto di Li2O e possono essere separati mediante un semplice trattamento di lisciviazione in acqua. In particolare, incorporando un anodo inerte in TiN, le emissioni di CO2 durante l'elettrolisi vengono eliminate generando invece O2, contribuendo ulteriormente alla neutralità carbonica. Con l'approccio ECR con elettrolita a sali fusi a bassa temperatura (LTMS-ECR), si ottiene un elevato tasso di recupero del cobalto pari al 97,3% per LiCoO2. Analisi tecnico-economiche stimano che la tecnologia LTMS-ECR riduca il consumo energetico e le emissioni di CO2 di circa il 20% e sia quasi dieci volte più redditizia rispetto ai metodi convenzionali. L'approccio rappresenta un'alternativa rivoluzionaria per il riciclaggio efficiente dal punto di vista energetico, sostenibile ed economicamente sostenibile delle batterie agli ioni di litio esauste.

Riferimenti

https://doi.org/10.1002/adma.202512984

Cosa sta succedendo nel mercato del litio, in particolare nel LiPF6?

2025-10-31 | Jerry Huang

Negli ultimi quattro mesi, molti sali di litio, tra cui sali di base come il carbonato di litio e l'idrossido di litio, hanno visto un evidente aumento dei loro prezzi di mercato, così come LiPF6 e LiFSI, in base alla situazione della domanda e dell'offerta.

La domanda di sali di litio per l'accumulo di energia da parte del mercato interno è aumentata rapidamente nella seconda metà dell'anno, insieme alla crescente domanda di batterie al litio da parte del mercato dei veicoli elettrici, che in un settembre e ottobre, come al solito, registrano un boom, con una forte domanda di litio anche da parte dei produttori di batterie, a un ritmo di produzione quasi a pieno regime. Sorprendentemente, anche la domanda dai mercati esteri ha continuato a crescere. La forte domanda del mercato fornisce un supporto all'aumento dei prezzi dei sali di litio. Poiché il LiPF6 è ancora il principale sale per elettrolita nel mercato cinese, il suo prezzo ha continuato a crescere rapidamente, superando il prezzo del LiFSI nell'ottobre 2025. Abbiamo assistito a situazioni simili molte volte nella storia.

D'altro canto, la concorrenza sui prezzi degli ultimi anni ha portato alla sospensione della produzione da parte di molti produttori di sali di litio di medie e piccole dimensioni; alcuni dei principali produttori hanno inoltre interrotto parte della loro capacità produttiva, la cui ripresa richiederà due o tre mesi. Molti impianti e capacità di nuova progettazione non stanno funzionando come previsto. L'offerta di sali di litio è diventata temporaneamente limitata sul mercato, dopo un periodo di sovraccapacità durato un paio d'anni.

Poiché i prezzi dei sali di litio di base, come il carbonato di litio e l'idrossido di litio, hanno continuato ad aumentare negli ultimi quattro mesi, contemporaneamente sono aumentati anche i costi di LiPF6 e LiFSI.

Finora, il LiPF6 è stato il principale sale di litio per la produzione di elettroliti nel mercato interno cinese, il che rende la sua domanda attualmente più forte rispetto ad altri sali. Lo squilibrio tra domanda e offerta continuerà ad aumentare o si avvicinerà a un equilibrio nel prossimo futuro? Aspettiamo e vediamo.

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Svelato un materiale alogenuro economico, ad alta densità energetica e con un lungo ciclo di vita

2025-09-09 | Jerry Huang

Nota dell'editore: Nel campo dell'accumulo di energia, le batterie allo stato solido sono considerate la soluzione migliore per la tecnologia di accumulo di energia di nuova generazione, ma il loro sviluppo è stato a lungo limitato da critici colli di bottiglia nei materiali degli elettrodi. Le tradizionali batterie allo stato solido (ASSB) presentano tipicamente elettrodi composti da materiali attivi, elettroliti solidi e additivi conduttivi. Tuttavia, questi componenti inattivi (che occupano il 40-50% del volume degli elettrodi) non solo riducono la densità energetica, ma inducono anche reazioni interfacciali collaterali e aumentano la tortuosità del trasporto degli ioni di litio. Sebbene i design "All-In-One" (materiali che presentano elevata conduttività e attività elettrochimica) possano risolvere questi problemi, i materiali esistenti come gli ossidi (bassa capacità) e i solfuri (costo elevato) faticano a soddisfare i requisiti dei mercati futuri. Gli alogenuri offrono vantaggi in termini di basso costo ed elevata conduttività ionica, ma soffrono di conduttività elettronica e densità energetica insufficienti. Pertanto, lo sviluppo di materiali "all-in-one" che combinino elevate prestazioni elettrochimiche, scalabilità economica e stabilità meccanica è diventato una sfida critica.

Ecco un esempio eccellente. Un team dell'Università di Western Ontario in Canada fornisce una risposta rivoluzionaria nel suo studio su Nature: hanno progettato il primo materiale alogenuro al mondo, Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄, dotato di capacità di autoriparazione dinamica e integrazione tre in uno (catodo/elettrolita/conduttore). Attraverso reazioni redox reversibili Fe²⁺/Fe³⁺ e un esclusivo meccanismo di transizione da fragile a duttile, questo materiale mantiene il 90% della capacità dopo 3.000 cicli, raggiungendo una densità energetica dell'elettrodo di 529,3 Wh kg⁻¹ (scalabile a 725,6 Wh kg⁻¹ con design compositi). Ancora più sorprendente, il suo costo è solo il 26% di quello degli elettrodi convenzionali. La radiazione di sincrotrone, insieme a simulazioni atomiche, ha rivelato per la prima volta un meccanismo di autoriparazione indotto dalla migrazione del ferro! Questo lavoro non solo svela un materiale di base per batterie allo stato solido, ma fornisce anche un esempio paradigmatico per un progetto "tutto in uno" che integra materiali, meccanica ed elettrochimica. Grazie al grande impegno di tutti i ricercatori.

Astratto

Le batterie allo stato solido richiedono catodi progettati in modo avanzato per realizzare il loro potenziale di elevata densità energetica e redditività economica. I catodi integrati all-in-one, che eliminano additivi conduttivi inattivi e interfacce eterogenee, promettono notevoli guadagni in termini di energia e stabilità, ma sono ostacolati da materiali privi di sufficiente conduttività Li+/e−, robustezza meccanica e stabilità strutturale. Qui presentiamo Li1.3Fe1.2Cl4, un materiale alogenuro conveniente che supera queste sfide. Sfruttando la redox reversibile Fe2+/Fe3+ e il rapido trasporto Li+/e− al suo interno, Li1.3Fe1.2Cl4 raggiunge una densità energetica dell'elettrodo di 529,3 Wh kg−1 rispetto a Li+/Li. Fondamentalmente, Li1.3Fe1.2Cl4 mostra proprietà dinamiche uniche durante il ciclo, tra cui la migrazione locale reversibile del Fe e una transizione da fragile a duttile che conferisce un comportamento autoriparante. Ciò consente un'eccezionale stabilità ciclica, mantenendo il 90% di ritenzione della capacità per 3.000 cicli a una velocità di 5 °C. L'integrazione di Li1.3Fe1.2Cl4 con un ossido stratificato ricco di nichel aumenta ulteriormente la densità energetica a 725,6 Wh kg−1. Sfruttando le vantaggiose proprietà dinamiche, meccaniche e di diffusione degli alogenuri "tutto in uno", questo lavoro stabilisce che gli alogenuri "tutto in uno" rappresentano una strada per catodi durevoli e ad alta densità energetica nelle batterie allo stato solido di prossima generazione.

Riferimenti

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09153-1

I polimeri di litio stanno vincendo la corsa alle batterie allo stato solido?

2025-09-08 | Jerry Huang

Nota dell'editore: Esistono quattro tipi di elettroliti per le batterie al litio allo stato solido: polimeri, ossidi, solfuri e alogenuri, ognuno con caratteristiche distinte:

Elettroliti polimerici al litio

Utilizzando materiali polimerici come elettroliti, questi sistemi offrono flessibilità ed elevata conduttività ionica, rendendoli adatti come soluzione di transizione per batterie semisolide. Presentano una buona lavorabilità, sebbene la stabilità ciclica a lungo termine debba ancora essere convalidata.

Elettroliti all'ossido di litio

Basati su materiali come l'ossido di litio, questi elettroliti offrono costi inferiori e una buona stabilità, ma presentano una conduttività ionica relativamente bassa.

Elettroliti al solfuro di litio

Basati su composti di solfuro di litio, questi elettroliti presentano un'elevata conduttività a temperatura ambiente e un'eccellente compatibilità di interfaccia, posizionandosi come la tecnologia più promettente dal punto di vista commerciale. Tuttavia, i materiali a base di solfuro presentano una scarsa stabilità chimica e costi di produzione elevati.

Elettroliti agli alogenuri di litio

Gli elettroliti allo stato solido di alogenuri presentano un'elevata conduttività e resistenza all'ossidazione, ma rimangono a livello di laboratorio e le prospettive di commercializzazione sono poco chiare.

Caratteristiche comuni

Le batterie allo stato solido sostituiscono i tradizionali elettroliti liquidi con materiali in polvere inorganici, migliorando significativamente la sicurezza e la densità energetica. Tuttavia, i diversi percorsi tecnici presentano differenze sostanziali in termini di costi e maturità del processo. Ad esempio, sebbene il percorso basato sul solfuro offra un'elevata conduttività, presenta una scarsa stabilità chimica, mentre il percorso basato sui polimeri presenta difficoltà in termini di prestazioni in termini di ciclo di vita. Alcuni esperti affermano che la produzione commerciale su larga scala di batterie ASS si baserà in futuro su soluzioni dell'industria dei semiconduttori, tra cui la deposizione di film sottili, l'ispezione di precisione a livello di linea di produzione e il sistema di vuoto, nonché altre soluzioni come la strutturazione a film sottile e micro-nano. Si ritiene che questo processo richiederà ancora dai sette ai dieci anni.

La tecnologia delle batterie allo stato solido sta attraversando una transizione critica dai prototipi di laboratorio all'industrializzazione, che richiede una revisione sistematica del suo quadro di valutazione. La fase di laboratorio si concentra principalmente su parametri di prestazione elettrochimica (come densità energetica, ciclo di vita e capacità di velocità), mentre la tecnologia delle batterie allo stato solido su scala industriale richiede la definizione di criteri di valutazione multidimensionali:

1. Valutazioni estese: le applicazioni industriali devono coinvolgere fattori sistemici tra cui: scalabilità e fattibilità (che comprendono compatibilità dei processi, controllo della resa, ecc.), maturità della catena di fornitura (inclusa la fornitura di materie prime critiche, supporto di attrezzature specializzate, ecc.) e costo totale del ciclo di vita (che comprende l'approvvigionamento delle materie prime, la produzione, il riciclaggio, ecc.).

2. Ottimizzazione dei costi della tecnologia: l'industrializzazione richiede un equilibrio ottimale tra dati tecnici e costi, tra cui l'equilibrio dinamico tra prestazioni elettrochimiche e costi di produzione, la selezione dei materiali e la resilienza della loro catena di fornitura, l'equilibrio tra complessità del processo di produzione e scalabilità.

3. Valutazione sistematica: conformità ai requisiti chiave, tra cui la coerenza della produzione di massa (standard di controllo qualità 6σ), le certificazioni di sicurezza (ad esempio, conformità con UL 9540A e altri standard internazionali) e la progettazione della capacità di una singola linea di produzione ≥2 GWh, ecc.

Il professor Guo ha una visione diversa della vittoria del litio polimerico nella corsa alle batterie allo stato solido rispetto agli elettroliti al solfuro di litio. Diamo un'occhiata alla ricerca del team di Xin Guo. Grazie infinite a tutti i ricercatori per il loro grande impegno.

Astratto

Le batterie allo stato solido (SSB) promettono di rivoluzionare l'accumulo di energia offrendo maggiore sicurezza, maggiore densità energetica e una maggiore durata del ciclo rispetto alle batterie agli ioni di litio convenzionali. Tra i vari elettroliti solidi, i polimeri si distinguono per la loro combinazione unica di lavorabilità, conformità meccanica e versatilità chimica. Questa revisione esplora perché i polimeri sono destinati a guidare la corsa verso gli SSB commerciali. Vengono esaminati i loro vantaggi intrinseci, come il contatto interfacciale superiore con gli elettrodi, la conduttività ionica regolabile e la compatibilità con metodi di produzione scalabili, nonché le principali sfide tecniche che devono affrontare, tra cui la limitata stabilità termica, le finestre elettrochimiche ristrette e la degradazione interfacciale. Questo studio evidenzia soluzioni emergenti da ricerche recenti, tra cui la progettazione molecolare dei polimeri, i compositi polimero-ceramica e le strategie di polimerizzazione in situ. A differenza dei sistemi a ossidi e solfuri, che incontrano notevoli barriere in termini di costi, producibilità e integrazione, gli elettroliti a base polimerica offrono un percorso realistico ed economicamente sostenibile per l'implementazione su larga scala. Grazie ai continui progressi nella progettazione dei materiali e nella lavorazione industriale, i polimeri non solo sono competitivi, ma stanno anche guidando la transizione verso le batterie allo stato solido di nuova generazione.

Riferimenti

https://doi.org/10.1002/advs.202510481

Ultime notizie: gli anodi di silicio in lega di boro triplicano la durata delle batterie agli ioni di litio

2025-06-29 |

Astratto

Stabilizzare l'interfase elettrolitica solida (SEI) rimane una sfida fondamentale per gli anodi delle batterie agli ioni di litio a base di silicio. L'unione di silicio con elementi secondari come il boro si è rivelata una strategia promettente per migliorare la durata del ciclo di vita degli anodi di silicio, ma il meccanismo sottostante rimane poco chiaro. Per colmare questa lacuna conoscitiva, si studia sistematicamente come la concentrazione di boro influenzi le prestazioni della batteria. Questi risultati mostrano un aumento pressoché monotono della durata del ciclo di vita con un contenuto di boro più elevato, con elettrodi ricchi di boro che superano significativamente le prestazioni del silicio puro. Inoltre, gli anodi in lega silicio-boro presentano una durata quasi tre volte superiore rispetto al silicio puro. Attraverso un'analisi meccanicistica dettagliata, si escludono sistematicamente fattori contribuenti alternativi e si propone che il miglioramento della passivazione derivi da un forte dipolo permanente sulla superficie delle nanoparticelle. Questo dipolo, formato da boro sottocoordinato e altamente acido secondo Lewis, crea uno strato statico e denso di ioni che stabilizza l'interfaccia elettrochimica, riducendo la decomposizione parassita dell'elettrolita e migliorando la stabilità a lungo termine. Questi risultati suggeriscono che, nell'ambito del SEI, il doppio strato elettrico è un fattore importante nella passivazione superficiale. Questa intuizione fornisce uno spazio di parametri inesplorato per l'ottimizzazione degli anodi di silicio nelle batterie agli ioni di litio di prossima generazione.

Riferimento

https://doi.org/10.1002/aenm.202501074

In che modo la tecnologia LiTFSI fa la differenza nelle batterie al sodio-metallo?

2025-06-29 |

Nota dell'editore: le batterie al sodio-metallo sono importanti per l'accumulo di energia su larga scala e per i dispositivi elettronici mobili, in quanto dispositivi di accumulo di energia ad alta densità energetica e basso costo. Tuttavia, le prestazioni dell'elettrolita e del SEI limitano la durata del ciclo e la velocità di carica/scarica delle batterie al sodio-metallo. In che modo la tecnologia LiTFSI fa la differenza nelle batterie al sodio-metallo? Ecco un esempio. Grazie a una ricerca speciale del team di Shuang Wan.

Astratto

La costruzione di un'interfase elettrolitica solida (SEI) robusta e ricca di inorganici è uno degli approcci cruciali per migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie al sodio metallico (SMB). Tuttavia, la bassa conduttività e la distribuzione dei comuni inorganici nella SEI disturbano la diffusione di Na+ e inducono una deposizione non uniforme di sodio. In questo caso, costruiamo una SEI unica con inorganici ad alta conduttività distribuiti uniformemente, introducendo un LiTFSI auto-sacrificante nell'elettrolita carbonato a base di sale di sodio. L'effetto di competizione riduttiva tra LiTFSI e FEC facilita la formazione della SEI con inorganici distribuiti uniformemente. In questa fase, il Li3N ad alta conduttività e gli inorganici forniscono domini di trasporto ionico rapido e siti di nucleazione ad alto flusso per Na+, favorendo così una rapida deposizione di sodio ad alta velocità. Pertanto, il SEI derivato da LiTFSI e FEC consente alla cella Na∥Na3V2(PO4)3 di mostrare una ritenzione di capacità dell'89,15% (87,62 mA hg–1) a una velocità ultraelevata di 60 °C dopo 10.000 cicli, mentre la cella senza LiTFSI fornisce solo il 48,44% di ritenzione di capacità anche dopo 8.000 cicli. Inoltre, la cella a sacchetto Na∥Na3V2(PO4)3 con lo speciale SEI presenta una ritenzione di capacità stabile del 92,05% a 10 °C dopo 2.000 cicli. Questo esclusivo design del SEI illustra una nuova strategia per consentire alle SMB di operare in condizioni di velocità estremamente elevate.

Copyright © 2023 American Chemical Society

Riferimento

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224

LiTFSI offre un grande aiuto per le elevate prestazioni delle batterie al litio allo stato solido a base di solfuro

2025-06-27 |

Nota dell'editore: In che modo il LiTFSI, CAS: 90076-65-6, contribuisce allo sviluppo di batterie al litio allo stato solido a base di solfuro? Ecco un esempio. Grazie alla straordinaria ricerca del team di Fangyang Liu.

Astratto

La stretta finestra elettrochimica degli elettroliti a base di solfuro può portare a diversi meccanismi di guasto alle interfacce tra il lato catodico e quello anodico. L'introduzione di distinte strategie di modifica per il lato catodico e quello anodico aumenta la complessità del processo di fabbricazione delle batterie al litio allo stato solido a base di solfuro (ASSLB). In questo lavoro, è stata impiegata una strategia di modifica integrata introducendo gusci di bis(trifluorometansolfonil)immide di litio (LiTFSI) durante il processo di raffinazione a umido di Li6PS5Cl (LPSC), che ha permesso di costruire con successo in situ interfacce fluorurate robuste sia sul lato catodico che su quello anodico simultaneamente. Sul lato anodico del litio, la ridotta conduttività elettronica di LiTFSI@LPSC e la generazione di un'interfaccia fluorurata hanno efficacemente soppresso la crescita dei dendriti del litio, il che è stato ulteriormente confermato dai calcoli della teoria del funzionale della densità (DFT). Di conseguenza, la cella Li|LiTFSI@LPSC|Li ha raggiunto una densità di corrente critica fino a 1,6 mA cm−2 e prestazioni di ciclaggio stabili per oltre 1500 ore a 0,2 mA cm−2. Sul lato catodico, la cella LiTFSI@LPSC non solo ha migliorato il trasporto di Li+ all'interno del catodo composito, ma ha anche decomposto in situ il guscio LiTFSI nell'interfase elettrolitica catodica (CEI) a base di LiF. Il mantenimento della capacità ha raggiunto il 98,6% dopo 500 cicli a 2 °C con LiNi0,83Co0,11Mn0,06O2 (NCM83) a un'elevata tensione di cut-off di 4,6 V. La cella LiTFSI@LPSC funzionalizzata consente una modifica interfacciale completa e completa sia per il lato anodo che per quello catodico, semplificando significativamente la progettazione dell'interfaccia nelle batterie ricaricabili autoalimentate a base di solfuro e garantendo al contempo prestazioni elettrochimiche eccezionali.

Riferimento

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131

Quali sono le novità nelle applicazioni LiTFSI?

2025-06-26 | Jerry Huang

La bis(trifluorometansolfonil)immide di litio (LiTFSI), con formula molecolare C2F6LiNO4S2, è una sostanza organica bianca, cristallina o polverosa, con elevata stabilità elettrochimica e termica. Come additivo elettrolitico, la LiTFSI può essere applicata a vari sistemi di batterie, come batterie al litio primarie, batterie al litio secondarie e batterie al litio allo stato solido.

La bis(trifluorometilsolfonil)immide di litio (LiTFSI), un componente chiave dell'elettrolita delle batterie agli ioni di litio, è nota per la sua eccellente stabilità termica ed elettrochimica. Grazie alla sua esclusiva configurazione molecolare, questo sale di litio forma una solida rete anionica all'interno dell'elettrolita, che non solo riduce significativamente la viscosità della soluzione, ma aumenta anche drasticamente la velocità di trasferimento degli ioni di litio. Questa proprietà si traduce direttamente in un'elevata efficienza nel processo di carica e scarica della batteria, rendendo il LiTFSI ideale per migliorare le prestazioni complessive delle batterie agli ioni di litio. Soprattutto nella ricerca e sviluppo di batterie al litio allo stato solido, il LiTFSI mostra un grande potenziale. Inoltre, mostra risultati molto positivi nella ricerca sulle batterie al sodio metallico (SMB) e si prevede che guiderà ulteriori innovazioni nella tecnologia delle batterie. Tuttavia, la stabilità delle prestazioni del LiTFSI in ambienti complessi e sistematici rappresenta un problema urgente da risolvere nella ricerca attuale.

Il bis(trifluorometilsolfonil)immide di litio (LiTFSI) ha iniziato ad essere utilizzato in grandi quantità in nuovi tipi di batterie, come le batterie agli ioni di litio allo stato solido, tra cui batterie allo stato solido polimeriche, batterie allo stato solido solfuriche e batterie allo stato solido ossidiche. Il LiTFSI ha dimostrato di essere utile per migliorare le prestazioni delle batterie, in particolare nella protezione dell'anodo, facilitando la ricarica rapida e garantendo un elevato vantaggio in un ampio intervallo di temperature. Il bis(trifluorometansolfonil)immide di litio è uno degli additivi elettrolitici più importanti per le batterie al litio, in grado di migliorare la stabilità elettrochimica, le prestazioni di ciclaggio e la conduttività dell'elettrolita, e ha un effetto meno corrosivo sul foglio di alluminio a tensioni più elevate, il che può essere adattato per aumentare la densità energetica delle batterie nel settore dei veicoli elettrici.