{"id":3451,"date":"2021-12-22T11:13:14","date_gmt":"2021-12-22T11:13:14","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=3451"},"modified":"2024-05-31T09:48:59","modified_gmt":"2024-05-31T09:48:59","slug":"sistemi-di-preparazione-per-lanalisi-di-metalli-nelle-batterie-lithium-ion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2021\/12\/22\/sistemi-di-preparazione-per-lanalisi-di-metalli-nelle-batterie-lithium-ion\/","title":{"rendered":"Batterie al Litio: analisi delle componenti"},"content":{"rendered":"\r\n

Le batterie al Litio<\/strong> assumono ogni giorno una maggiore importanza. Il futuro dell\u2019intero settore Automotive – e non solo – sembra caratterizzato da una svolta epocale e, senza dubbio, le batterie sono il cuore di questo grande cambiamento<\/strong>. Di conseguenza, diventa sempre pi\u00f9 importante capire come migliorarne le prestazioni<\/strong> e per riuscirci serve un passaggio fondamentale, che \u00e8 la caratterizzazione chimica dettagliata<\/strong> delle componenti che le costituiscono. Infatti, tutti i materiali che vengono utilizzati per la produzione di anodi, catodi ed elettroliti sono soggetti ad analisi quotidiane e sempre pi\u00f9 accurate. \u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

La necessit\u00e0 di caratterizzare <\/strong>i materiali utilizzati per la componentistica delle batterie<\/strong> \u00e8 legata soprattutto allo studio dei tempi di decomposizione e ad eventuali elementi di scarto che vengono a formarsi durante la vita del prodotto finito. \u00a0Conoscere in dettaglio le sostanze chimiche che caratterizzano tutti i componenti \u00e8 molto importante per comprenderne al meglio gli effetti sull’invecchiamento e migliorare cos\u00ec, se possibile, la longevit\u00e0 del prodotto<\/strong>.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La digestione a microonde<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Per l\u2019analisi dei metalli in ICP OES<\/a>, ad esempio, \u00e8 fondamentale trasferire gli elementi in soluzione e per eseguire questo passaggio la digestione a microonde <\/strong>\u00e8 sicuramente il metodo pi\u00f9 veloce, performante e con minor impatto ambientale.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Per essere compatibile con l\u2019idea di tecnologia \u201cverde\u201d, dobbiamo infatti pensare a procedure di digestione il pi\u00f9 possibile a basso impatto ambientale.<\/strong> Idealmente si dovrebbe evitare, o quanto meno ridurre il pi\u00f9 possibile, l’utilizzo di reagenti – quale acido fluoridrico, acido perclorico – e di elevati volumi di acidi concentrati. Inoltre, da un punto di vista energetico, bisognerebbe trovare una forma di energia pulita per riscaldare le soluzioni all\u2019interno dei sistemi.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Una prima considerazione importante per ottimizzare il processo di digestione e renderlo pi\u00f9 \u201cgreen\u201d \u00e8 la necessit\u00e0 di portare in soluzione solo gli elementi di interesse.<\/strong> In questa prospettiva diventa secondario ottenere una completa digestione, dato che l\u2019utilizzo di soluzioni meno concentrate di acido permette comunque di disgregare i metalli da determinare.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Recentemente questo approccio \u00e8 stato testato su molti materiali inorganici ed \u00e8 stato dimostrato che soluzioni meno concentrate di acido nitrico (2, 4 mol\/l) sono comunque efficaci per portare in soluzione la maggior parte degli elementi. \u00c8 possibile, quindi, utilizzare soluzioni di acido nitrico diluito in sostituzione dell\u2019HF <\/strong>e quantificare cos\u00ec in modo corretto sostanze come l\u2019ossido di zinco, il caolino o il solfuro di Zinco.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Sintesi a microonde<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Una seconda strategia per un processo pi\u00f9 \u201ceco-friendly\u201d \u00e8 l\u2019utilizzo di reattori a microonde<\/a>, in grado di sopportare temperature e pressioni molto elevate (es. 280\u00b0C – 199bar). La possibilit\u00e0 di sviluppare metodi analitici sicuri<\/strong> per l\u2019operatore, pur nelle condizioni pi\u00f9 estreme, permette di ottenere una serie di vantaggi anche per quanto riguarda l\u2019impatto ambientale dell\u2019intero processo. Infatti, con questo approccio \u00e8 possibile utilizzare volumi ridotti di reagenti, avere tempi di riscaldamento pi\u00f9 brevi e di conseguenza un processo pi\u00f9 efficiente.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

I sistemi a microonde che meglio rispondono a questo tipo di approccio sono sicuramente i mineralizzatori<\/strong> EthosUP<\/a> e UltraWave<\/a> di Milestone.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Vantaggi dei sistemi a microonde<\/strong><\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
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I sistemi per la digestione a microonde<\/strong> proposti da FKV sono studiati per ottenere risultati analitici efficienti, valutando sempre in modo concreto anche l\u2019impatto ambientale.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Tutte le procedure sviluppate con EthosUP e UltraWave permettono di utilizzare volumi molto bassi di acidi, raggiungendo la temperatura di 230\u00b0C nel caso dell\u2019EthosUP e 280\u00b0C nel caso dell\u2019UltraWave.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La piattaforma EthosUP <\/strong><\/strong>\u00e8 sicuramente pi\u00f9 conosciuta in termini tecnologici, in quanto utilizza contenitori chiusi in teflon<\/strong> in grado di lavorare ad alte pressioni con un approccio che potremmo definire pi\u00f9 convenzionale nella tecnica di digestione.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

UltraWave <\/strong><\/strong>rappresenta invece una vera novit\u00e0 perch\u00e9, a differenza di altri sistemi, lavora con una camera unica <\/strong><\/strong>(Single Reaction Chamber \u2013 SRC).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

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\"\"<\/figure>\r\n<\/div>\r\n\r\n\r\n\r\n

Lo strumento si basa sul riscaldamento a microonde, ma i campioni vengono pesati direttamente in provette monouso con aggiunta di acido, successivamente inseriti nella camera di reazione (SRC) e immersi parzialmente in un bagno d\u2019acqua. Appena caricato il rack di campioni, la camera viene chiusa ermeticamente e pressurizzata con gas inerte. In queste condizioni i campioni vengono digeriti fino ad una temperatura di 280\u00b0C e una pressione di 199 bar.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Con questo tipo di tecnologia si raggiungono temperature elevate, con una conseguenza importante: la possibilit\u00e0 di lavorare con volumi molto bassi e con acidi diluiti senza alcuna ripercussione sulla qualit\u00e0 del risultato analitico.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Metodi Analitici<\/strong><\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Mileston<\/a>e ha sviluppato una serie di metodi analitici dedicati sia ad EthosUP che ad UltraWave, che forniscono un panorama sulla maggior parte delle esigenze analitiche di tutti coloro che eseguono determinazioni su batterie.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Questi metodi sono dedicati a sorgenti di litio, catodi, anodi, elettroliti e molti altri substrati. Ecco un elenco delle metodiche disponibili:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \r\n
  1. Sorgenti di Litio<\/li>\r\n
  2. Minerali di Litio: Spodumene<\/li>\r\n
  3. Minerali di Litio: Lepidolite<\/li>\r\n
  4. Minerali di Litio: Petalite<\/li>\r\n
  5. Sali di Litio: Li2CO3 \u2013 Carbonato di Litio<\/li>\r\n<\/ol>\r\n\r\n\r\n\r\n
      \r\n
    • Materiali per Catodi<\/li>\r\n
    • LCO \u2013 Ossido di Cobalto e Litio<\/li>\r\n
    • NMC \u2013 Ossido di Litio, Nichel, Manganese e Cobalto<\/li>\r\n
    • NCA \u2013 Ossido di Litio, Nichel, Cobalto e Alluminio<\/li>\r\n
    • LFP \u2013 Fosfato di Litio e Ferro<\/li>\r\n
    • LMO \u2013 Ossido di Litio e Manganese<\/li>\r\n
    • NNMO \u2013 Ossido di Litio, Nichel e Manganese<\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n
        \r\n
      • Materiali per Anodi<\/li>\r\n
      • Grafite<\/li>\r\n
      • LTO \u2013 Ossido di Litio e Titanio<\/li>\r\n
      • Ossido di Silicio<\/li>\r\n
      • Nanotubi di Grafene<\/li>\r\n
      • LiPF6 \u2013 Esafluorofosfato di litio<\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n
          \r\n
        • Materiali Riciclati<\/li>\r\n
        • Black Mass<\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n

          Tutte le applicazioni prevedono il metodo sviluppato sia per EthosUP che per Ultrawave.<\/p>\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          Conoscere le sostanze chimiche che caratterizzano tutti i componenti delle batterie al litio \u00e8 importante per comprenderne gli effetti sull’invecchiamento e migliorare la longevit\u00e0 del prodotto.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3452,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[147],"tags":[392,447],"yoast_head":"\nBatterie al Litio: analisi delle componenti - FKV<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Conoscere in dettaglio le sostanze chimiche che caratterizzano le batterie \u00e8 molto importante per migliorare la longevit\u00e0 del prodotto.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2021\/12\/22\/sistemi-di-preparazione-per-lanalisi-di-metalli-nelle-batterie-lithium-ion\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"it_IT\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Batterie al Litio: analisi delle componenti - 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