NFA è una nuova classe di catodi privi di cobalto

In evidenza

• Presentazione di una nuova classe di catodo stratificato privo di cobalto e ricco di nichel (LiNixFeyAlzO2).
• Le nostre polveri catodiche prive di cobalto sono state sintetizzate utilizzando il processo di coprecipitazione.
• I nostri catodi senza cobalto hanno fornito capacità elevate ~190 mAh/g a 0,1°C.
• Abbiamo anche fabbricato una cella della batteria agli ioni di litio da 0,5 Ah (C/3) senza cobalto.
• La batteria senza cobalto ha fornito buone capacità e prestazioni ciclistiche.

I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory hanno sviluppato una nuova famiglia di catodi con il potenziale per sostituire i costosi catodi a base di cobalto che si trovano tipicamente nelle odierne batterie agli ioni di litio che alimentano i veicoli elettrici e l'elettronica di consumo.

La nuova classe denominata NFA, che sta per catodo a base di nichel, ferro e alluminio, è un derivato del nichelato di litio e può essere utilizzata per realizzare l'elettrodo positivo di una batteria agli ioni di litio. Questi nuovi catodi sono progettati per essere ricarica rapida, ad alta densità di energia, conveniente e di maggiore durata .

Con l'aumento della produzione di elettronica portatile e veicoli elettrici in tutto il mondo, le batterie agli ioni di litio sono molto richieste. Secondo Ilias Belharouak, scienziato dell'ORNL a capo della ricerca e sviluppo NFA, si prevede che oltre 100 milioni di veicoli elettrici saranno in circolazione entro il 2030. Il cobalto è un metallo attualmente necessario per il catodo che costituisce la parte significativa di un litio-ione costo della batteria.

Sebbene la ricerca sulla classe NFA sia in fase iniziale, Belharouak ha affermato che i risultati preliminari del suo team fino ad oggi indicano che il cobalto potrebbe non essere necessario per le batterie agli ioni di litio di prossima generazione.

NFA (catodo a base di nichel, ferro e alluminio) è ancora in una fase iniziale di sviluppo. In questo momento la densità di energia è buona ma la durata del ciclo è ancora molto scarsa, con solo l'88% della capacità trattenuta dopo 100 cicli e il 72% dopo 200 cicli.

Ma non preoccuparti, in questa fase iniziale di sviluppo è prevedibile un ciclo di vita scadente. Solo pochi anni fa, anche le prime batterie NCM 811 sviluppate in laboratorio avevano una durata del ciclo molto scarsa, ma ora la tecnologia prodotta in serie ha un EOL (End-Of-Life) che supera già i 1.000 cicli.

Ad ogni modo, è ancora da vedere se questa nuova chimica catodica priva di cobalto sarà mai adottata da un importante produttore di celle per batterie.

Mentre il colosso cinese CATL sta già producendo batterie LFP prive di cobalto, i produttori di celle di batterie coreani e giapponesi sono ancora indecisi su quale chimica delle batterie prive di cobalto adottare. La mia ipotesi è che sarà LNMO, ma vedremo...