tdk sviluppa nuova batteria che promette miracoli
TDK ha sviluppato una nuova batteria a stato solido, capace di immagazzinare molta più energia e di prolungare l’utilizzo dei dispositivi indossabili, dagli smartwatch agli auricolari
TDK Corporation ha annunciato di aver messo a punto un nuovo materiale alla base di CeraCharge, la sua batteria allo stato solido di prossima generazione con una densità di 1000 Wh/L, un dato che è “circa 100 volte maggiore rispetto alla densità energetica della batteria allo stato solido convenzionale di TDK”.
La tecnologia di TDK mira essere utilizzata in vari dispositivi indossabili, come auricolari wireless, apparecchi acustici e persino smartwatch, con l’obiettivo di sostituire le attuali batterie a moneta.
Cosa sono le batterie allo stato solido
Le batterie allo stato solido sono considerate una tecnologia potenzialmente rivoluzionaria, dal momento che possono immagazzinare più energia delle batterie agli ioni di litio e caricarsi più velocemente.
Una tradizionale batteria agli ioni di litio per dispositivi indossabili ha una densità energetica compresa tra i 200 e i 400 Wh/L. I 1.000 Wh/L annunciati da TDK potrebbero quindi più che raddoppiare l’autonomia di un attuale smartwatch top di gamma, o quintuplicare quella di device più compatti e meno energivori come gli auricolari wireless.
La notizia è stata accolta come una potenziale svolta rivoluzionaria proprio perché le batterie a stato solido promettono un grande passo in avanti in campo energetico. Concettualmente queste sono batterie agli ioni di litio come quelle tradizionali, con la cruciale differenza che l’elettrolita (cioè il materiale che permette il movimento degli ioni durante le fasi di carica e di scarica) non è liquido ma solido. Questo ha svariati vantaggi: una maggiore densità di energia (cioè la quantità di energia che può essere accumulata per unità di volume o di massa), un processo di carica più rapido (circa 5 volte rispetto alle batterie tradizionali), una durata maggiore (per via della maggiore stabilità elettrochimica) e una maggiore sicurezza. In particolare, le batterie a stato solido sono più sicure perché gli elettroliti liquidi sono generalmente infiammabili e possono esplodere: una rottura anche piccola nell’involucro della batteria può quindi essere molto rischioso.
Ecco perché c’è tanta attenzione sulle batterie a stato solido: evita tutti quei rischi per i dispositivi che devono stare in contatto diretto con il nostro corpo, e la loro elevata densità di energia permette alle batterie di essere molto più piccole e leggere e al tempo stesso di essere ricaricate molto più raramente e velocemente rispetto alle batterie a elettroliti liquidi.
Il nuovo materiale TDK
La società giapponese TDK, tra i leader mondiali nella produzione di batterie di piccole dimensioni, ha sviluppato un nuovo materiale che promette una svolta nel campo delle batterie a stato solido, potenzialmente in grado – così dichiara l’azienda con base a Tokyo – di portare a una nuova generazione di batterie con una densità di energia di ben 1000 wattora per litro, 100 volte maggiore delle attuali batterie a stato solido prodotte da TDK.
L’importanza di questo numero sta nel fatto che rende possibili batterie in grado di accumulare più energia in uno spazio più piccolo. L’azienda non ha fornito molti dettagli sul materiale in questione ma sappiamo che ha una densità di energia 100 volte superiore rispetto alle altre batterie attualmente in uso e che questo obiettivo è stato raggiunto grazie all’uso di un elettrolita solido a base di ossido e anodi in lega di litio.
Una soluzione sicura
L’uso di un elettrolita solido a base ossido rende le batterie estremamente sicure, quindi ideali per prodotti indossabili e altri dispositivi a contatto diretto con il corpo umano.
“La batteria può essere utilizzata per sostituire le batterie primarie a moneta in conformità con le normative UE sulle batterie, che richiedono la loro sostituzione con batterie ricaricabili, il che dovrebbe contribuire alla riduzione dell’impatto ambientale”, assicura TDK.
Una ricarica duratura e sostenibile
Secondo TDK, questa tecnologia consentirà di realizzare batterie ricaricabili più piccole, più durature e più sicure rispetto alle batterie al litio tradizionali, da usare per dispositivi indossabili (auricolari wireless, smartwatch, apparecchi acustici ecc.) e per sostituire le batterie a moneta (che non sono ricaricabili) in conformità con le normative UE, con un notevole vantaggio ambientale.
Secondo TDK, «il materiale per batterie a stato solido appena sviluppato può dare un contributo significativo alla trasformazione energetica della società».
Quando le vedremo sul mercato
C’è da dire che al momento la tecnologia delle batterie a stato solido è ancora in fase di sviluppo e ha molti ostacoli da superare. Per adesso, queste batterie vengono prodotte in piccole dimensioni perché i processi di produzione sono molto complessi e costosi.
Ci sono poi questioni ingegneristiche: per esempio, nel caso specifico di TDK il materiale ceramico usato dall’azienda renderebbe molto fragili batterie di dimensioni più grandi, per smartphone o per veicoli elettrici. Al momento avere grandi batterie a stato solido è una sfida tecnologica e ingegneristica che dobbiamo ancora superare, ma gli sforzi sono ingenti perché questo potrebbe portare a una vera e propria rivoluzione nel campo della mobilità elettrica, dove autonomia e durata della vita delle batterie sono fondamentali per ridurre al minimo l’impatto ambientale.
Aziende automobilistiche come Toyota, Nissan e Honda stanno puntando molto sulle batterie a stato solido con elettroliti a base di zolfo, più adatti per accumulatori abbastanza grandi da alimentare automobili. Al momento ci sono però ancora diversi problemi ed è impossibile prevedere quando queste tecnologie potrebbero entrare nella fase di produzione di massa.
Probabilmente dovremo aspettare ancora un po’ per trovarle nei nostri dispositivi ma la strada è aperta e tutta da percorrere.
fonti: Geopop / DDay / TDK
immagine di copertina:
autrice: Barbara Marcotulli
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