Una svolta al National High Magnetic Field Laboratory della Florida State University svela il meccanismo alla base della formazione di dendriti nelle batterie a stato solido, una delle principali cause di cortocircuiti e guasti. Pubblicata su *Nature Materials*, la ricerca, guidata dalla professoressa Yan-Yan Hu, fornisce una visione senza precedenti di questo fenomeno.
Utilizzando una sonda personalizzata e il sistema di risonanza magnetica (RM) del MagLab, i ricercatori hanno visualizzato la crescita dei dendriti durante i cicli di carica e scarica della batteria. Le batterie a stato solido, che utilizzano elettroliti solidi anziché liquidi, promettono una maggiore densità energetica e una maggiore sicurezza rispetto alle batterie convenzionali agli ioni di litio. Tuttavia, la formazione di dendriti, in cui gli aghi di litio metallico crescono e mandano in cortocircuito la batteria, ne ha ostacolato lo sviluppo.
Il team ha scoperto che i dendriti hanno origine sia all'interfaccia elettrodo-elettrolita sia all'interno dell'elettrolita solido stesso. Questi aghi si ramificano e si collegano, portando al guasto della batteria. "Ora abbiamo una comprensione completa di come questi dendriti possono formarsi, crescere ed evolvere", ha affermato lo studente laureato Yudan Chen, uno degli autori principali.
Il professor Sam Grant, direttore del programma di RM del MagLab, ha sottolineato il ruolo dei magneti ad alto campo nell'analisi del litio, consentendo l'imaging inaccessibile a campi inferiori. I risultati offrono un percorso per la progettazione di batterie a stato solido più affidabili per veicoli elettrici, dispositivi medici e sistemi di energia rinnovabile. La ricerca futura si concentrerà sulla prevenzione dell'accumulo di dendriti attraverso modifiche dei materiali e la reingegnerizzazione dell'interfaccia, con le tecniche di risonanza magnetica che fungono da kit di strumenti di valutazione.