Le batterie antiperovskite non esploderanno come le loro controparti agli ioni di litio

Le batterie realizzate con materiali solidi potrebbero diventare più sicure grazie a una nuova disposizione strutturale degli atomi.

Gli scienziati dell'Istituto sono riusciti a farloRicerca integrata su cellule e materiali (iCeMS) presso l'Università di Kyoto. Hanno sviluppato un nuovo tipo di antiperovskite. Questo tipo di composto prevede la combinazione di due tipi di anioni caricati negativamente e un tipo di cationi caricati positivamente. Hanno anche molte proprietà interessanti, tra cui la superconduttività e, a differenza della maggior parte dei materiali, il ritiro quando riscaldati.

Antiperovskites ricchi di litio e sodio talicome Li3OCl e Na3OCl, stanno attirando l'attenzione degli scienziati a causa della loro elevata conduttività ionica e concentrazione di metalli alcalini, rendendoli un'alternativa promettente agli elettroliti liquidi utilizzati nelle batterie agli ioni di litio. "Tuttavia, raggiungere una conduttività paragonabile a quella degli ioni di litio nei solidi è stato difficile", spiega il chimico Hiroshi Kageyama, che ha guidato lo studio.

Kageyama e il suo team hanno sintetizzato nuove coseuna famiglia di antiperovskiti ricchi di litio e sodio che ha risolto il problema della conduttività. Invece di ossigeno "duro" e anioni alogeni, i loro antiperovskiti contengono un anione idrogeno chiamato idruro e anioni calcogeni "morbidi" come lo zolfo.

Il morbido reticolo anionico fornisce un percorso di conduzione ideale per ioni di litio e sodio, che può essere ulteriormente migliorato mediante sostituzione chimica.

I vantaggi della nuova famiglia di antiperovskiti,apparentemente, in parte a causa della capacità dell'idruro di cambiare le sue dimensioni ed espandere il suo spazio compositivo. Questo aiuta a stabilizzare la struttura dell'articolazione. Inoltre, la sua modalità vibratoria anomala contribuisce alla conduzione ionica.

"Alla fine, gli elettroliti allo stato solido appariranno nelle batterie agli ioni di metallo completamente allo stato solido per veicoli elettrici ad alte prestazioni", conclude Kageyama.

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