Più caldo è un hotspot all'interno di una batteria, più accumulo di litio attira e più la batteria diventa suscettibile a un cortocircuito. Queste immagini al microscopio elettronico a scansione mostrano quell'accumulo. Per l'hotspot più caldo, sulla destra, quasi tutto l'accumulo è concentrato sull'hotspot. Per l'hotspot più cool, sinistra, l'effetto è molto meno estremo. Credito:Nature Communications
I ricercatori stanno cercando di caricare più velocemente le batterie di domani e di immagazzinare più energia. Ma queste comodità comportano problemi di sicurezza, come più calore prodotto in una batteria. Per la prima volta, un team di ricercatori ha studiato gli effetti di minuscole aree all'interno delle batterie al litio metallico che sono molto più calde dell'ambiente circostante. Questi hotspot, i ricercatori trovano, possono far crescere le batterie tumori appuntiti di metallo chiamati dendriti che potrebbero causare cortocircuiti, e potenzialmente provocare incendi.
Il team di ricercatori, dalla Stanford University e dal Laboratorio nazionale dell'acceleratore SLAC del Dipartimento dell'energia, hanno pubblicato i loro risultati il 6 maggio in Comunicazioni sulla natura .
Puntando i laser sulle batterie, il team ha creato punti caldi di temperatura microscopici sugli elettrodi. Quando hanno guardato gli elettrodi con un microscopio elettronico a scansione, hanno visto che il litio metallico all'interno delle batterie si accumulava sui punti caldi molto più velocemente che su altre aree degli elettrodi. Se crescono abbastanza a lungo, questi dendriti potrebbero perforare le barriere che separano i lati positivo e negativo delle batterie, provocando cortocircuiti. Cortocircuiti come questi possono causare temperature fuori controllo che potrebbero spiegare perché alcune batterie esplodono o prendono fuoco.
Il team spera che il loro lavoro possa ispirare altri ricercatori a studiare le batterie utilizzando questa tecnica. Sarà importante creare modi per gestire al meglio le temperature delle batterie, dicono, alla ricerca di una maggiore energia e batterie più sicure.