Il mito popolare secondo cui un ragno non è mai a più di pochi metri di distanza è probabilmente più vero per le batterie agli ioni di litio che per gli aracnidi. Alimentare qualsiasi cosa, da smartphone e laptop alle sigarette elettroniche, le batterie agli ioni di litio battono le fonti di energia alternative grazie alla loro densità energetica di prim'ordine e al lungo ciclo di vita, il che significa che possono essere ricaricati più e più volte prima di rompersi. Eppure per tutti questi vantaggi, Le batterie agli ioni di litio hanno una grande preoccupazione:possono incendiarsi in modo catastrofico quando si surriscaldano.

Al Laboratorio di Fisica Applicata Johns Hopkins, è in lavorazione un nuovo tipo di batteria agli ioni di litio che non può prendere fuoco. Un team di ricercatori guidati da Konstantinos Gerasopoulos, un ricercatore senior presso il laboratorio, recentemente compiuto progressi nei loro sforzi di sviluppo. La nuova batteria è sottile e flessibile, a differenza delle odierne batterie agli ioni di litio che devono essere confezionate in custodie rigide cilindriche o poligonali per murare il loro contenuto volatile. La batteria APL è anche dura, in grado di resistere all'immersione in acqua, taglio, e persino impatti balistici.

"Volevamo creare una batteria sottile e potente quanto l'elettronica che è destinata ad alimentare, " dice Gerasopoulos. "E per farlo, dovevamo trasformare la sicurezza della batteria."

Scambia per sicurezza

Nelle batterie, un elettrolita liquido trasporta elettroni tra due elettrodi, fornendo una corrente elettrica che alimenta il tuo dispositivo. Le batterie standard agli ioni di litio contengono un elettrolita con un solvente organico che, mentre efficiente, sembra essere infiammabile. Gerasopoulos e colleghi hanno sviluppato una nuova classe di elettroliti che utilizza sali di litio disciolti in acqua come solvente infiammabile. Una matrice polimerica, fondamentalmente, una specie di spugna di plastica, assorbe l'acqua, e il risultato finale è un pieghevole, morbido, elettrolita simile a una lente a contatto.

Il positivo con il negativo

Generalmente, Gli elettrodi della batteria agli ioni di litio sono a lamina e, quando piegato troppo, può incresparsi e danneggiarsi. Gli elettrodi della batteria di APL sono invece realizzati con Kapton, un film flessibile spesso utilizzato per isolare un veicolo spaziale da temperature estreme. Come bonus aggiuntivo, Kapton è un prontamente disponibile, materiale di serie, riducendo i costi e la complessità di produzione della batteria.

Più potenza più a lungo

L'attuale iterazione del nuovo elettrolita sostiene 4,1 volt, non tanto quanto le tradizionali batterie agli ioni di litio, ma è sempre più vicino. Il team APL vuole anche migliorare il ciclo di vita della batteria da un centinaio di ricariche a più di mille, corrispondenti alle prestazioni tipiche della batteria di oggi. La continua messa a punto della chimica del polimero per una migliore stabilità elettrochimica dovrebbe raggiungere questi due obiettivi.