Studio e caratterizzazione dei separatori nanofibrosi additivati con nanoparticelle inorganiche per batterie al litio

Le batterie al litio hanno rivoluzionato l'innovazione tecnologica, consentendo la diffusione di dispositivi elettronici portatili come smartphone e laptop, migliorando la comunicazione e l'accesso alla conoscenza in tutto il mondo. Oltre alla trasformazione dei dispositivi portatili, le batterie al litio hanno giocato un ruolo fondamentale nella rivoluzione delle energie rinnovabili, permettendo l'integrazione efficace di fonti energetiche come il solare ed eolico, garantendo un approvvigionamento energetico stabile. Inoltre, hanno contribuito significativamente alla promozione della mobilità elettrica, riducendo l'inquinamento atmosferico e migliorando la qualità dell'aria attraverso l'adozione di veicoli elettrici. Nonostante gli evidenti vantaggi, la produzione e il riciclaggio delle batterie al litio comportano sfide ambientali, richiedendo approcci sostenibili per l'estrazione delle risorse necessarie e per la gestione responsabile delle batterie esauste. Il presente elaborato di tesi pone come obiettivo principale la ricerca di un separatore nanofibroso per batterie al litio in grado di soddisfare vari requisiti: in particolare si è studiato il comportamento dei separatori a base di PVdF-HFP additivati con nano particelle inorganiche al fine di migliorare le proprietà chimico-fisiche, meccaniche, termiche ed elettriche. L’attività sperimentale è stata svolta principalmente all’interno del Laboratory of Innovative Materials for Electrical Systems (LIMES) dell’Università di Bologna. L’attività inizialmente si è concentrata sulla creazione delle soluzioni polimeriche e sulla dispersione dei nano additivi inorganici, per poi spostarsi sulla creazione di tappetini nanofibrosi tramite il processo di elettrofilatura. Si è poi passati ai test di caratterizzazione delle fibre, analizzando in un primo momento la corretta dispersione degli additivi (in particolare SiO2 e SnO2), per poi confrontare le proprietà meccaniche e termiche con i separatori in PVdF-HFP puro.