La crescente domanda di soluzioni energetiche sostenibili ha reso le batterie al litio-ion (LIB) un’alternativa promettente. Tuttavia, il loro potenziale è stato in parte limitato da problemi di sicurezza e riciclaggio. Recenti ricerche suggeriscono un nuovo approccio: l’uso di navette redox (RS) per la disattivazione, che può aumentare significativamente l’efficienza dei processi di riciclaggio delle LIB, migliorandone così la sicurezza e la sostenibilità.
Il metodo di disattivazione che utilizza le navette redox comporta l’induzione di cortocircuiti interni nelle batterie al litio-ion. Reazioni redox reversibili (RS) vengono utilizzate a questo scopo, portando alla disattivazione della batteria. Due tipi di RS, ferrocene e fenotiazina, sono stati valutati per le loro proprietà elettrochimiche nelle soluzioni elettrolitiche delle LIB. I risultati mostrano che queste sostanze possono disattivare efficacemente le LIB. Inoltre, possono disperdere il litio depositato sulla superficie dell’elettrodo negativo, che può quindi essere raccolto.
L’applicazione delle navette redox per la disattivazione delle LIB porta due benefici significativi. In primo luogo, migliora la sicurezza delle batterie impedendo potenziali incendi o esplosioni derivanti da cortocircuiti interni. In secondo luogo, aumenta la sostenibilità delle LIB facilitando processi di riciclaggio più efficienti. Le RS non solo disattivano le batterie ma disperdono anche complessi depositi di litio sulla superficie dell’elettrodo negativo, consentendone la raccolta e il riutilizzo.
Il metodo di disattivazione non è limitato alle LIB convenzionali. Studi recenti esplorano il suo potenziale nel progettare strutture porose gerarchicamente bifasiche (BCHPS) per entrambi gli elettroliti polimerici solidi e i catodi delle batterie al litio-diossido solido flessibili (FASSLCB). Questo metodo facilita il trasferimento di massa in tutte le direzioni interconnesse e inibisce la formazione di “Li2CO3 morto”, garantendo una lunga durata ciclica per le FASSLCB.
La ricerca evidenzia anche le interazioni tra anodi al silicio (Si) e gli elettroliti solidi a base di solfuri nelle batterie totalmente solide. La formazione di uno strato interfacciale agisce come interfaccia elettrolitica solida (SEI), consentendo (de)litazione reversibile. Questo meccanismo attiva la (de)litazione degli anodi al silicio utilizzando gli elettroliti a base di solfuri, confermando ulteriormente il potenziale del metodo di disattivazione con navette redox.
L’uso delle navette redox può prevenire il degrado delle batterie al litio-ion e migliorarne la durata. Si tratta di un passo significativo verso un’aumentata sostenibilità e efficienza delle LIB, in quanto riduce la necessità di sostituire frequentemente le batterie e favorisce il riciclaggio di quelle usate. Con l’obiettivo di un futuro energetico più sostenibile, tali progressi sono estremamente promettenti.
