Imeco, il polo di ricerca e innovazione leader a livello mondiale nella nanoelettronica, tecnologie energetiche e digitali e partner di EnergyVille, ha fabbricato un tipo innovativo di batteria agli ioni di litio a stato solido che raggiunge una densità di energia di 200 Wh/litro a una velocità di ricarica di 0,5 C (2 ore). Questa batteria è una pietra miliare sulla nostra tabella di marcia per superare le prestazioni della batteria agli ioni di litio bagnata e raggiungere 1000 Wh/L a 2°C entro il 2024. Con questo chiaro percorso ingegneristico delle prestazioni, La tecnologia delle batterie di imec è pronta a diventare un contendente per alimentare la ricarica rapida di domani, veicoli a lungo raggio.

Il futuro della mobilità sarà in gran parte elettrico, alimentato da una ricarica rapida, sicuro, e batterie compatte. Le odierne batterie ricaricabili agli ioni di litio hanno margini di miglioramento, ma non abbastanza per consentire ai veicoli un'autonomia e un'autonomia sufficienti. I ricercatori di Imec stanno lavorando su una prossima generazione di batterie, sostituendo l'elettrolita umido con un solido, per aumentare la densità energetica della cellula.

Recentemente, imec ha sviluppato un elettrolita nanocomposito solido con una conduttività eccezionalmente elevata fino a 10 mS/cm e con un potenziale per aumentarla ulteriormente. Con questo nuovo elettrolita, imec ha ora realizzato un prototipo di batteria. L'elettrolita è stato applicato nella cella della batteria come precursore liquido, e poi solidificato. La batteria prototipo ha raggiunto una densità di energia volumetrica di 200 Wh/litro a una velocità di carica di 0, 5C (2 ore).

"I nostri risultati mostrano che possiamo realizzare batterie a stato solido che hanno il potenziale per raggiungere le capacità delle batterie a umido, e questo utilizzando processi di fabbricazione simili a quelli per le batterie a umido, "dice Philippe Vereecken, scienziato principale e responsabile del programma presso imec, "Ma a differenza delle batterie umide, le nostre batterie a stato solido saranno compatibili con anodi metallici al litio con target 1, 000Wh/litro a una velocità di ricarica di 2C (mezz'ora). Questo, insieme alla loro maggiore durata e maggiore sicurezza, li rende una promettente tecnologia di batterie compatte per i veicoli a lungo raggio di domani".

Per migliorare ulteriormente le prestazioni della batteria, imec sta cercando di combinare elettrodi di nanoparticelle con il suo elettrolita solido nanocomposito. Imec utilizza rivestimenti ultrasottili come cosiddetti strati tampone per controllare l'interfaccia tra l'elettrodo attivo e l'elettrolita. Questa tecnologia può essere utilizzata anche per migliorare le prestazioni delle celle liquide standard e anche per batterie a stato solido con elettroliti inorganici pressati e sinterizzati.

Portare a compimento la tecnologia innovativa delle batterie e trasferirla sul mercato richiederà il coinvolgimento e l'impegno dei principali fornitori di materiali e produttori di batterie del mondo. Perciò, imec svolge la sua attività di ricerca e sviluppo sulle batterie come un programma collaborativo per l'innovazione aperta a cui invita tutte le parti interessate.