Batterie agli ioni di litio NMC
Le batterie agli ioni di litio, note anche come batterie Li-ion, sono un tipo di batterie secondarie (ricaricabili) composte da celle nelle quali gli ioni di litio si spostano dall’anodo attraverso un elettrolita verso il catodo durante lo scarico e ritornano quando in carica. Tra i loro principali vantaggi si annoverano l’alta tensione delle celle, l’elevata densità energetica e l’assenza di effetto memoria. Le batterie Nickel Manganese Cobalt (NMC) contengono un catodo costituito da una combinazione di nichel, manganese e cobalto, risultando tra le combinazioni di catodo più riuscite nei sistemi Li-ion. Queste batterie possono essere personalizzate per servire sia come celle energetiche sia come celle di potenza, similmente alle batterie al litio-manganese, trovando impiego in utensili elettrici, biciclette elettriche e altri sistemi di propulsione elettrici.
Struttura e composizione
Il catodo delle batterie agli ioni di litio è realizzato in materiale composito (un composto intercalato di litio) che definisce il nome della cella batterica Li-ion. L’anodo è solitamente fatto di grafite porosa litidata. L’elettrolita può essere liquido, polimerico o solido. Il separatore è poroso per consentire il trasporto degli ioni di litio ed evitare cortocircuiti e surriscaldamenti.
Tipi di batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio si classificano in base al materiale del catodo. Esistono due tipi di elettrodi: intercalazione e conversione. Gli elettrodi di intercalazione sono materiali che fungono da ospitanti per l’intercalazione degli ioni di litio. Un esempio tipico è il LiCoO2 e i suoi derivati. I materiali per catodi di tipo conversione sono alcuni dei principali candidati per la prossima generazione di batterie ricaricabili al litio e agli ioni di litio.
Tra le più comuni batterie al litio abbiamo il Litio Cobalto Ossido (LiCoO2), molto usato in telefoni cellulari, tablet, laptop e fotocamere, e il Litio Manganese Ossido (LiMn2O4), noto per la sua sicurezza e stabilità termica, impiegato in utensili elettrici, dispositivi medici e propulsori. Le batterie al Litio Ferro Fosfato (LiFePO4) sono candidate per applicazioni di larga scala, grazie al loro basso costo, alta sicurezza e lunga durata, nonostante una densità energetica inferiore rispetto ad altri tipi comuni di batterie agli ioni di litio.
Altri tipi di batterie
Oltre alle batterie agli ioni di litio, esistono numerosi altri tipi di batterie, classificabili per dimensione, formato, chimica e applicazione. Tra queste troviamo le batterie primarie (non ricaricabili) come le batterie alcaline e al litio metallico, e le batterie secondarie (ricaricabili) come le batterie al nichel-metallo idruro (NiMH) e al piombo-acido. Le applicazioni variano dai sistemi di alimentazione ininterrotta (UPS) alle batterie per auto elettriche e dispositivi mobili.
Conclusioni
Le batterie agli ioni di litio, in particolare quelle NMC
, rappresentano una tecnologia all’avanguardia nel campo dello stoccaggio energetico. Grazie alla loro capacità di essere personalizzate per differenti applicazioni, dalla mobilità elettrica agli strumenti di potenza, offrono una soluzione versatile ed efficiente. La continua ricerca e sviluppo in questo settore promette ulteriori miglioramenti in termini di capacità, sicurezza e sostenibilità, rendendo le batterie agli ioni di litio un elemento chiave nella transizione verso un futuro più pulito e sostenibile.
