La batteria del portatile non carica più’ o non tiene la carica
batteria scoppiata
Da qualche giorno mi si staccano le viti del portatile da sole , il touch pad e’ un po’ alzato e il computer dopo un po’ si spegne.
Chissa’ come mai …
Ebbene si , anche le batterie scoppiano come si puo’ vedere nella foto qui sopra. In realta’ non scoppiano ma si gonfiano. Scopriamo perche’.
Le batterie agli ioni di litio si trovano in tantissimi prodotti elettronici, non ultimi gli smartphone. Non si tratta però della forma più sicura per immagazzinare l’energia, perché come spesso riportano le cronache tecnologiche le batterie confezionate malamente o realizzate risparmiando sui costi possono rompersi, gonfiarsi o peggio ancora esplodere.
Recentemente è stato fatto molto lavoro sui materiali delle batterie, ottenendo densità energetiche più alte che in passato. Il problema è che i materiali che compongono queste batterie si degradano rapidamente. La teoria sul loro funzionamento è nota, ma all’ETH di Zurigo hanno deciso di andare oltre in modo da vedere, per la prima volta, che cosa succede esattamente all’interno degli elettrodi. Un passaggio necessario per spianare la strada alla scoperta di soluzioni che superino il problema. Lo studio è stato pubblicato su journal Science.
Per il loro studio i ricercatori hanno usato un TOMCAT (non il caccia, bensì un microscopio), installato allo Swiss Light Source, che permette l’acquisizione di immagini a raggi X ad alta risoluzione che possono essere assemblate in un filmato tridimensionale.
Particelle di un elettrodo di ossido di stagno che sperimentano cambiamenti strutturali durante la carica e la scarica. Gli studiosi hanno registrato oltre 15 ore di funzionamento degli elettrodi, raccogliendo immagini molto chiare. Per prima cosa gli elettrodi in ossido di stagno si espandono durante la carica grazie a un influsso di ioni di litio. Quell’influsso indotto aumenta in volume e si rivela essere una causa irreversibile di danno, perché forma delle fratture all’interno delle particelle degli elettrodi.
Martin Ebner, uno degli autori dello studio e dottorando all’ETH Zurigo, ha dichiarato in un comunicato stampa che la formazione delle fratture non è casuale; si formano in punti dove esistono già dei difetti. Le immagini della tomografia hanno dimostrato che nella fase di scarica il volume dell’elettrodo decresce, ma le fratture ne impediscono il ritorno allo stato iniziale. L’immagine che vedete in alto mostra le particelle di ossido di stagno subire la deformazione strutturale durante la carica e la scarica.
Nello specifico l’elettrodo che hanno analizzato era di 50 micrometri. Durante la carica si è espanso di più del 100%, raggiungendo i 120 micrometri; tuttavia durante la scarica non è più tornato ai 50 micrometri di partenza bensì si è fermato a 80 micrometri.
La frazione nel volume medio delle particelle, nel frattempo, è diminuita a un livello inferiore rispetto a quella di partenza, e questo secondo i ricercatori implica che il legame polimerico tra le particelle e la matrice conduttiva è distorto dopo una sola carica, e non è ottimizzato per grandi espansioni di volume. “Questa distorsione della matrice conduttiva, insieme alla frattura delle particelle, è nota per disconnettere elettricamente le particelle dal resto dell’elettrodo portando a una perdita di capacità”, scrivono i ricercatori.
Questa tecnica di indagine può essere eseguita anche con altri materiali e questo potrebbe portare a una migliore progettazione delle batterie. “Visualizzare le batterie in funzione era essenzialmente impossibile fino ai recenti sviluppi nella tomografia a raggi x”, ha dichiarato Vanessa Wood, sempre dell’ETH Zurigo. I ricercatori concludono sottolineando che “la quantità di immagini tridimensionali della litiazione delle particelle introdotta da questo studio fornirà i dati sperimentali necessari a comprendere le complesse interazioni elettromeccaniche e meccaniche nel silicio e in altri materiali”.
Infine questa tecnica potrebbe essere usata per ottenere informazioni chimiche essenziali. Ad esempio si può analizzare la composizione chimica nell’elettrodo della batteria per osservare le differenze nelle dinamiche di litiazione a livello di singola particella e confrontare quanto riscontrato con il comportamento medio di una particella. Questo approccio è essenziale per capire l’influenza della dimensione e della forma della particella, nonché l’omogeneità dell’elettrodo sulle prestazioni della batteria.
Detto questo , forse e’ il caso di sostituirle ogni tanto per evitare di perdere sia la batteria sia il dispositivo. Sicuramente una batteria costa meno dell’apparecchio elettronico in cui e’ inserita. un po’ di manutenzione non guasta mai.
Se ci portate il vostro dispositivo elettronico mobile possiamo fare una verifica nei nostri laboratori e nel caso un preventivo per la sostituzione della vostra Batteria del portatile o del telefono cellulare o del tablet.
