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I proprietari di veicoli elettrici presto potrebbero essere in grado di raggiungere una stazione di rifornimento, collegare la loro auto, andare in bagno, prendere una tazza di caffè e in 10 minuti uscire con una batteria completamente carica.

Chao-Yang Wang professore e presidente d’ingegneria meccanica e nucleare di Diefenderfer della Pennsylvania State University (conosciuta anche come Penn State), sulla tecnica di ricarica pubblicata sulla rivista Joule, ha detto:

«Abbiamo dimostrato che possiamo ricaricare un veicolo elettrico in dieci minuti per una distanza di circa 400 chilometri, possiamo farlo mantenendo 2.500 cicli di ricarica, l’equivalente di 800.000 chilometri di viaggio».

Le batterie agli ioni di litio si degradano quando sono caricate rapidamente a temperature ambiente inferiori a 10°C perché, invece di inserire gli ioni di litio in modo uniforme negli anodi di carbonio, il litio si deposita in picchi sulla superficie dell’anodo, in pratica questa placcatura al litio riduce la capacità cellulare, ma può anche causare picchi elettrici e condizioni di batteria non sicure. Le batterie riscaldate sopra la soglia di placcatura al litio, sia per riscaldamento esterno sia interno, non presentano placcatura al litio.

I ricercatori in precedenza, avevano sviluppato la batteria per caricare alla temperatura di 10°C in 15 minuti. La ricarica a temperature più elevate sarebbe più efficiente, ma anche lunghi periodi di calore elevato degradano le batterie.

Chao-Yang Wang ha detto:

«La ricarica rapida è la chiave per consentire un’ampia diffusione dell’introduzione dei veicoli elettrici».

Chao-Yang Wang e il suo team si resero conto che le batterie riscaldate fino a 60°C per soli 10 minuti e poi raffreddate rapidamente a temperature ambiente, non avrebbero formato i picchi di litio e il degrado termico della batteria.

Chao-Yang Wang ha aggiunto:

«Tecnicamente portare la batteria all’estremo di 60°C è proibito, la temperatura troppo alta è considerata un pericolo per i materiali, riduce drasticamente la durata della batteria».

Il raffreddamento rapido della batteria si realizzerebbe utilizzando il sistema di raffreddamento progettato per l’auto. La grande differenza tra i 60°C e i 23°C contribuirà ad aumentare la velocità di raffreddamento.

«La tendenza di ricarica della batteria in 10 minuti è l’obiettivo futuro, è essenziale per l’adozione dei veicoli elettrici perché risolve il problema dell’ansia di autonomia».

La batteria a riscaldamento automatico tecnicamente utilizza un foglio sottile di nichel con un’estremità collegata al terminale negativo e l’altra che si estende all’esterno della cella per creare un terzo terminale. Il sensore di temperatura collegato a un interruttore fa scorrere elettroni attraverso il foglio di nichel per completare il circuito. La procedura riscalda rapidamente il foglio di nichel attraverso il riscaldamento a resistenza e scalda l’interno della batteria.

È prevista in tutti gli Stati Uniti, la creazione di 2.800 stazioni di ricarica, in 500 località sarà finanziata con oltre 2 miliardi di dollari, parte della sanzione pagata dalla Volkswagen dopo aver ammesso di aver falsificato i dati delle emissioni diesel. La casa automobilistica tedesca ha già sostenuto costi legali per 27 miliardi.