Confronto tra Batterie al Litio-Polimero e Litio-Ione
Le batterie al litio, sia quelle a ione di litio (Li-ion) che quelle a polimero di litio (Li-pol), sono diventate essenziali nella tecnologia moderna, alimentando una vasta gamma di dispositivi elettronici. Questo articolo esplora le differenze fondamentali, i vantaggi e gli svantaggi di queste due tecnologie di batterie.
Composizione e Funzionamento
Le batterie Li-ion sono composte da celle dove gli ioni di litio si muovono dall’anodo al catodo durante la scarica, e viceversa durante la carica. In una batteria Li-pol, invece, l’elettrolita è un gel polimerico ad alta conduttività, che si distingue dall’elettrolita liquido delle batterie Li-ion. Queste ultime sono comunemente impiegate in laptop, utensili senza fili, alcuni veicoli elettrici, monopattini elettrici, biciclette elettriche, power bank portatili e torce a LED.
Differenze Chiave tra Li-pol e Li-ion
La differenza principale tra le due tecnologie è il tipo di elettrolita utilizzato. Mentre le batterie Li-ion usano un elettrolita liquido a base di sale di litio in un solvente organico, le batterie Li-pol impiegano un elettrolita solido polimerico (SPE) come l’ossido di polietilene (PEO), l’acrilnitrile polimerizzato (PAN), il metacrilato di metile polimerizzato (PMMA) o il fluoruro di polivinilidene (PVdF). I Li-pol offrono energie specifiche più elevate, risultando ideali in sistemi dove il peso è un fattore importante, come in dispositivi mobili, droni e alcuni veicoli elettrici.
Materiali dell’Anodo e del Catodo
Il catodo, composto da un materiale composito a base di un composto di litio intercalato, definisce il nome della cella della batteria Li-ion. L’anodo è solitamente realizzato in grafite porosa litidata. La scelta dell’elettrolita è cruciale per le prestazioni e la sicurezza della batteria. Gli elettroliti più comuni nelle batterie Li-ion sono soluzioni non acquose di esaflofosfato di litio (LiPF6) disciolto in carbonati organici.
Sicurezza e Prestazioni
La chimica, le prestazioni, i costi e le caratteristiche di sicurezza variano notevolmente tra i tipi di batterie al litio. I dispositivi elettronici portatili utilizzano principalmente batterie al polimero di litio, che offrono un’elevata densità energetica. Le batterie Li-ion in generale possiedono un’elevata densità energetica, non hanno effetto memoria e presentano una bassa autoscarica.
Applicazioni e Scelte Future
Le batterie Li-pol e Li-ion trovano applicazioni in un’ampia gamma di settori, da quelli e
lettronici di consumo a quelli dell’automotive. Sebbene le batterie Li-ion siano più diffuse, l’innovazione nelle batterie Li-pol suggerisce che potrebbero diventare più popolari in applicazioni specifiche, specialmente dove il peso e la flessibilità sono critici. La ricerca continua su nuovi materiali per anodi e catodi e sullo sviluppo di separatori e elettroliti avanzati per migliorare ulteriormente le prestazioni, la sicurezza e la durabilità di entrambi i tipi di batterie.
Conclusione
Le batterie al litio-polimero e al litio-ione rappresentano due delle più importanti tecnologie nel panorama delle batterie ricaricabili. Mentre condividono alcune somiglianze fondamentali, differiscono in termini di composizione, prestazioni e applicazioni. Comprendere queste differenze è essenziale per scegliere la tecnologia di batteria più adatta a specifiche esigenze e applicazioni.
