{"id":285924,"date":"2026-01-01T07:03:22","date_gmt":"2026-01-01T07:03:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/285924\/"},"modified":"2026-01-01T07:03:22","modified_gmt":"2026-01-01T07:03:22","slug":"perche-si-degradano-le-batterie-per-veicoli-elettrici-la","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/285924\/","title":{"rendered":"Perch\u00e9 si degradano le batterie per veicoli elettrici: la"},"content":{"rendered":"

Un gruppo di scienziati ha identificato le cause alla base del degrado osservato in alcune batterie agli ioni di litio di ultima generazione, note come batterie a catodo a cristallo singolo, nonostante fossero state adottate per migliorare affidabilit\u00e0 e durata nel tempo. <\/p>\n

La ricerca \u00e8 stata condotta da esperti del Argonne National Laboratory e della Pritzker School of Molecular Engineering dell\u2019Universit\u00e0 di Chicago, con l\u2019obiettivo di comprendere perch\u00e9 questa tecnologia, pur essendo stata concepita per risolvere problemi di durata, non sempre risponde alle aspettative, e talvolta mostra segni di deterioramento prematuro. <\/p>\n

I risultati di questa indagine sono stati pubblicati sulla rivista<\/a> Nature Nanotechnology, fornendo dati e approfondimenti sul comportamento dei materiali catodici a livello nanoscopico e sulle relazioni tra composizione chimica e meccanismi di degradazione osservati.<\/p>\n

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Le batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici si basano su materiali catodici ricchi di nichel. Nei progetti tradizionali, questi catodi sono costituiti da strutture policristalline, formate da numerosi piccoli cristalli. <\/b>Queste strutture, pur essendo state per anni lo standard industriale, presentano limiti legati alle fratturazioni che si sviluppano lungo i bordi dei cristalli durante i cicli di carica e scarica. Per ovviare a questa problematica, negli ultimi anni la ricerca ha perseguito l\u2019adozione di catodi a cristallo singolo,<\/b> privi di \u201cconfini\u201d tra cristalli. <\/p>\n

La logica di fondo prevede che eliminando i bordi di grano si potessero ridurre i punti di innesco delle fessure, aumentando la stabilit\u00e0 meccanica del materiale. Tuttavia, i catodi a cristallo singolo, pur in assenza di bordi di grano, si sono comunque dimostrati suscettibili a fenomeni di degrado, con prestazioni che non sempre superano quelle dei catodi policristallini.<\/p>\n

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Per indagare questo fenomeno, i ricercatori hanno impiegato tecniche di analisi avanzate tra cui la diffrazione di raggi X tramite sorgenti di tipo sincrotrone e la microscopia elettronica ad altissima risoluzione. Questi strumenti hanno permesso di esaminare le strutture catodiche a livello nanometrico, rivelando che, all\u2019interno di ciascuna singola particella di materiale, le reazioni chimiche non avvengono in modo uniforme durante i cicli di utilizzo. Diverse aree della singola particella reagiscono a velocit\u00e0 differenti, generando tensioni interne che portano alla formazione di fratture dall\u2019interno del materiale stesso. <\/p>\n

Questa dinamica di reazione eterogenea si differenzia rispetto ai meccanismi osservati nei materiali policristallini e costituisce il principale motore di degrado nei catodi a cristallo singolo.<\/p>\n

Un altro risultato emerso dallo studio riguarda il ruolo dei componenti chimici all\u2019interno della composizione dei materiali catodici. Nelle batterie con catodi policristallini, il cobalto \u00e8 tradizionalmente associato a un aumento delle fratturazioni ma \u00e8 anche considerato utile per prevenire l\u2019instabilit\u00e0 strutturale. I test condotti dal team di ricerca, tuttavia, hanno indicato che nei catodi a cristallo singolo il comportamento di questi elementi pu\u00f2 essere diverso.\u00a0In esperimenti in cui sono state costruite celle sperimentali basate su combinazioni distinte di nichel con cobalto e di nichel con manganese, \u00e8 emerso che il manganese provoca danni meccanici maggiori, mentre la presenza di cobalto sembra migliorare la durabilit\u00e0 complessiva del materiale.<\/b><\/p>\n

Parallelamente alle analisi sui meccanismi di degrado, gli scienziati hanno anche considerato l\u2019impatto dei costi dei materiali. Il cobalto, pur mostrando un effetto stabilizzante nei catodi a cristallo singolo, \u00e8 un elemento costoso e per questo motivo il gruppo di ricercatori ha indicato come futura sfida la ricerca di materiali a minor costo <\/b>che possano replicare il suo contributo alla stabilit\u00e0 strutturale senza incidere significativamente sui costi complessivi delle batterie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un gruppo di scienziati ha identificato le cause alla base del degrado osservato in alcune batterie agli ioni…\n","protected":false},"author":3,"featured_media":285925,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[172],"tags":[178,177,1537,90,89],"class_list":{"0":"post-285924","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-affari","8":"tag-affari","9":"tag-business","10":"tag-it","11":"tag-italia","12":"tag-italy"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@it\/115818568560451268","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/285924","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=285924"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/285924\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/285925"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=285924"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=285924"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=285924"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}