L’Enea ha prodotto, per la prima volta, delle batterie utilizzando la rotocalcografia. La tecnica, a basso costo e basso spreco, è usata di solito nel packaging e nella stampa di riviste e valuta. Grazie alle ricerche svolte, si utilizzerà nella produzione di batterie agli ioni di litio e sodio che alimentano piccoli dispositivi portatili.
Tecnica ottimizzata
La stampa rotocalco finora non era considerata d’interesse per il settore delle batterie. Un impedimento era la necessità di usare inchiostri molto diluiti. I ricercatori dell’Enea, invece, sono riusciti a sviluppare inchiostri con un equilibrio adeguato tra viscosità e carico di massa e hanno ottenuto un’elevata qualità di stampa.
Foto: Canva
Dopo il litio, il sodio
Dopo aver stampato elettrodi per batterie al litio, i ricercatori di Enea hanno esteso la tecnica anche alle batterie agli ioni di sodio un’alternativa promettente grazie all’abbondanza e al basso costo di questo elemento rispetto al più costoso e “critico” litio. In questo ambito, è stata sperimentata anche la produzione di anodi con stampa rotocalco utilizzando come materiale il carbonio duro.
«Abbiamo scelto questo materiale per le sue caratteristiche di resistenza e stabilità che sono essenziali per prolungare la vita delle batterie», ha spiegato la coordinatrice dello studio Maria Montanino, ricercatrice del “Laboratorio Enea tecnologie e dispositivi per l’accumulo elettrochimico” del Dipartimento tecnologie energetiche e fonti rinnovabili.
Produzione sostenibile
La rotocalcografia consente un’alta produttività e nel contempo un’elevata qualità di stampa, ideale per produrre batterie ricaricabili di piccole dimensioni per l’elettronica portatile e indossabile. Campi di utilizzo sono anche, ad esempio, la biomedicina e produzione di sensori.
Alcuni risultati di queste applicazioni sono stati pubblicati e potrebbero aprire la strada a una produzione di batterie più economica e sostenibile, grazie a un ridotto consumo di materiali e di energia.
Le prestazioni
I primi risultati mostrano che l’anodo stampato della batteria agli ioni di sodio ha una capacità iniziale di accumulo di energia di 400-440 milliampereora per grammo (mAh/g), per stabilizzarsi successivamente intorno a 120 milliampereora per grammo (mAh/g) per oltre 100 cicli dopo l’ottimizzazione del materiale.
Foto: Enea
«Continueremo a perfezionare materiali e prestazioni, per facilitare l’implementazione della stampa rotocalco nella produzione industriale di batterie ricaricabili» conclude Montanino.
