Forse moltissimi si ricordano i primi telefoni cellulari non solo per l’innovazione ma anche e soprattutto per la grandezza. I primi telefoni cellulari erano dimensionalmente davvero molto grossi proprio perché prototipi dei successivi poi addirittura molto piccoli. Una delle parti più consistenti del cellulare e che occupava più spazio era di certo la batteria.
Le batterie iniziali
Le prime batterie in commercio erano una delle parti più pesanti e voluminose del cellulare e impiegavano davvero molto tempo a ricaricarsi. Tuttavia, al tempo che impiegavano nel caricarsi, corrispondeva di certo il tempo per cui duravano. La durata delle batterie dei primi telefoni cellulari era davvero molta e ad oggi ci sembra una vera magia.
In realtà, dietro a questa durata molto lunga, si nasconde il fatto che i primi cellulari avevano solamente funzioni basilari e non erano in grado di fare molto. Erano studiati appositamente ed esclusivamente per telefonare e mandare qualche breve messaggio e, di conseguenza, la batteria non aveva motivo di scaricarsi.
Rispetto ai telefoni cellulari di seconda generazione e soprattutto rispetto agli smartphone le funzionalità erano assolutamente minime e ridotte ed è quindi naturale che la durata, in paragone, fosse più lunga. In seguito, anche con il cambiamento e l’assottigliamento dei cellulari, sono arrivate le batterie in ioni di litio.
Ad oggi le batterie in litio sono di certo la tipologia di batteria più utilizzata per tutti i dispositivi portatili. Nonostante le prestazioni siano inizialmente molto elevate e la flessibilità sia molta, tendono ad andare incontro ad una degradazione decisamente repentina.
Perché si degradano le batterie al Litio
Le batterie agli ioni di Litio tendono a degradarsi dopo una serie di mille cicli di carica-scarica. Questo avviene perché la riduzione della loro capacità scende drasticamente e non sono più in grado di mantenere la ricarica in modo efficace. Questo decadimento è abbastanza normale, dal momento che il nostro smartphone viene utilizzato in modo assiduo ogni giorno ma il motivo non è solo questo.
I ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory hanno studiato il degradamento delle batterie in litio grazie alla microscopia elettronica e hanno potuto vedere quali siano i fenomeni che influenzano questa degradazione inevitabile. Durante i cicli di carica-scarica gli ioni di litio migrano da un elettrodo all’altro ma, in realtà, non tutti lo fanno.
Una parte di questi ioni rimarrebbe nell’interspazio che intercorre tra un elettrodo e l’altro andando a creare questo accumulo di metallo imprevisto. In questo modo, questi ioni intrappolati non più in grado di muoversi, vengono sottratti alla potenza della carica a cui si sottopone la batteria nel ciclo successivo, non rendendola più così efficiente.
Ogni ciclo di carica e scarica, dunque, è soggetto a questa tipologia di degradamento che è un processo del tutto irreversibile e che quindi porta la batteria ad una completa incapacità di ricaricarsi in modo adeguato. Per provare lo studio, i ricercatori, hanno anche effettuato video in proposito.
L’attesa è per le batterie di nuova generazione che probabilmente dovranno contenere metalli di altro genere che non generino questa reazione a catena. Essi potrebbero essere ad esempio il magnesio o l’alluminio, ma lo studio è solo all’inizio.