È disponibile online l’articolo open source, a firma di Stefano Marchionna e Antonio Gentile del Dipartimento Tecnologie di Generazione e Materiali di RSE, dal titolo “Highly Reversible Ti/Sn Oxide Nanocomposite Electrodes for Lithium Ion Batteries Obtained by Oxidation of Ti3Al(1-x)SnxC2 Phases”, realizzato in collaborazione con il Gruppo di ricerca del Prof. Riccardo Ruffo dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca e pubblicato sulla rivista Small Methods.

A supporto della transizione energetica in corso, i sistemi per l’accumulo elettrochimico e, nello specifico le batterie a ioni litio (LIB), giocano un ruolo fondamentale con una domanda che, a livello globale, toccherà i TWh entro i prossimi dieci anni.

Per migliorarne la sostenibilità ambientale e ridurre i rischi di approvvigionamento delle materie prime, si fa sempre più stringente la validazione di nuove famiglie di materiali che, a partire da elementi non critici, possano replicare o superare le prestazioni dei composti critici attualmente in uso.

In questo lavoro sono state verificate per la prima volta le potenzialità come anodi LIB dei composti Ti3Al(1-x)SnxC2, carburi di titanio-alluminio lamellari addizionati con stagno e appartenenti alla famiglia delle MAX phase.

Attraverso un trattamento termico in aria è possibile controllare l’auto nano-strutturazione di ossidi misti di Ti/Sn che favoriscono l’accumulo di litio sia attraverso processi di intercalazione che di sostituzione/alligazione.

Valori di capacità specifica di ≈ 300 mAh/g, prossimi a quelli della grafite (oggi materiale di elezione per le LIB), sono stati ottenuti per test a basse correnti, mentre prestazioni nettamente superiori, rispetto a questo materiale di riferimento, sono stati ottenuti per ricariche in 20 minuti (3C), ≈180 mAh/g.

Valori di efficienza Coulombica di 99.6% dopo oltre 600 cicli confermano le reali potenzialità di questa classe di composti anche per applicazione Fast charge.