Riassunto analitico
Il nuovo concetto di batterie al litio “anode-less” (AFLB), cioè senza litio in eccesso, pur presentando numerosi punti di forza, è ancora limitato da alcuni problemi, come l’elevata perdita di capacità e la bassa efficienza coulombiana per effetto di ripetuti cicli di scarica e ricarica. Questi limiti possono essere risolti attraverso l’utilizzo di opportuni collettori di corrente litiofili modificati per migliorare il rendimento del processo elettrochimico. Noi abbiamo studiato la modificazione superficiale di un collettore di corrente di Cu mediante elettrodeposizione di Zinco e Nichel per formare un sottile strato litiofilo, utile base per una successiva elettrodeposizione di Li. Questo tipo di superficie ha lo scopo di facilitare il processo di plating/stripping migliorandone la qualità, cioè portando ad una deposizione di litio uniforme e priva di dendriti sulla fase LixZny formata nelle prime fasi della placcatura. I collettori di corrente modificati con Zinco hanno dimostrato di poter migliorare le prestazioni della cella elettrochimica. In particolare, favoriscono una deposizione uniforme e densa del litio, portano ad un calo della sovratensione alle varie densità di corrente applicate, garantiscono una maggiore stabilità ai cicli di scarica/ricarica e forniscono un'elevata efficienza coulombiana superiore a quella degli elettrodi di Cu nudi. Questi miglioramenti sono dovuti alla formazione del composto intermetallico sulla superficie di Zn depositata su Cu.
L’attività di tirocinio è stata svolta in due sedi differenti, il laboratorio chimico dell’Università di Modena e il laboratorio BrightLab al Tecnopolo di Reggio Emilia.
Presso il laboratorio BrightLab al Tecnopolo di Reggio Emilia, sono state realizzate delle lavorazioni con il laser sulle superfici delle lamine di Rame, con l’obiettivo di ottenere una lavorazione omogenea con strutture periodiche da trattare chimicamente.
Presso il laboratorio chimico dell’Università di Modena, sono state impiegate tecniche di impedenza, voltammetria ciclica e cronoamperometria con l’obiettivo di studiare la cinetica del processo di deposizione dei composti litiofili, in modo da ottenere un deposito omogeneo ed idoneo per essere utilizzato nelle batterie “anode-less”.
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