Introduzione

L’oggetto della presente invenzione è un materiale di ossidi di metalli di transizione ricco di litio parzialmente disordinato con un minore contenuto di cobalto rispetto agli attuali materiali catodici commerciali sostituito con il meno tossico e più economico cobalto. I materiali ricompresi in una questa nuova famiglia di ossidi mostrano una struttura a strati e consistono di particelle di forma sferica e dimensioni sub-micrometriche.

Caratteristiche Tecniche

Materiale a base di ossidi di metalli di transizione e non transizione ricco di litio per uso come parte attiva in elettrodi positivi per batterie aprotiche litio-ione, avente struttura cristallina parzialmente disordinata, organizzata in strati bidimensionali e morfologia sub-micrometrica controllata. Il suddetto materiale, ottenuto mediante sintesi cosiddetta sol-gel acquosa, mostra una quantità minore di cobalto rispetto ai materiali ricchi di litio esistenti utilizzati per lo stesso scopo e, allo stesso tempo, garantisce prestazioni elevate in termini di capacità specifica, stabilità nei cicli e rate capability. I materiali proposti possono scambiare circa 200 mAh/g in batteria al litio per 200 cicli usando una corrente di 40 mA/g (C/10) in un range di potenziale 2-4.8V. La capacità di scarica è di circa 120 mAh/g a 1C (754 mA/g) con una ritensioni di capacità del 70% al 500 ciclo. I materiali ricchi in litio parzialmente disordinati con strutture a strati che sono oggetto della presente invenzione mostrano, rispetto allo stato dell’arte commerciale dei materiali elettropositivi per batterie Li-ione, un insieme di vantaggi competitivi.

Possibili Applicazioni

• Come componenti elettroattive in elettrodi positivi per batterie aprotiche agli ioni di litio e litio metallico di nuova generazione;
• Celle elementari contenute in pacchi-batteria per autotrazione elettrica o ibrida;
• Batterie ad alta capacità per accumulo stazionario di energia (industriale e domestico).

Vantaggi

• Minore contenuto di cobalto (metallo costoso, tossico e ricompreso nell’elenco dei critical raw materials della UE)
• Eccellenti prestazioni in batteria in termini di capacità specifica
• Stabilità alla ciclazione e rate-capability
• Metodologia di sintesi acquosa sol-gel che non richiede l’utilizzo di solventi (green chemistry route)