Litioi anodi metallich g’han una capacità specifich teorica volta (3860 mA·bg) e el putenzial eletrochimich püsee bas (-3,040 V (cuntra SHE)), che i renden cunsiderà l’eletrodo del “sant graal” intra tanti materiai eletrodoci. I bateri metallich al liti g’han denter bateri a liti -solfar e a liti -ossigen. I bateri a litio de solfar g’han una densità energètich de circa 2600 W·h/kg, menter i baterii a ossigen a litio g’han una densità energètich de circa 3500 W·h/kg, circa 7 e 10 volt chela di bateri cunvenziunai a litio. Donca, i bateri metallich al litio sun cunsiderà un di sistèm de inmagazinament del energia püsee promettent e un candidà per i sistèm de bateri de nova generaziun, atirand tanta atenziun. Però, per el prublema del dendrit de litio, i primi bateri de metal de litio pudevan vèss aplicà sultant en di camp specializà e luur cumercializaziun l’è stada ritardada.
I baterie de metal al litio ricaricabil sun stà inventà già en i an ‘70 e sun stà tant duperà en urlogg, calculatris e olter dispusitif eletronich.
I bateri metallich al liti sun tant duperà en i apparecchi eletrich e en i dispusitif medich purtatil. Però, luur cumercializaziun l’è stada ostaculada di difett in del metal al litio. Cuma member del Grupp 1 de la tabela periodica, i atum de litio g’han sultant un eletrun in de la cunchiglia püsee esterna, che i rend chimicament reatif perché perden facilment chestu eletrun. Quand qe l’è in contat cont un eletrolit organeg, el metal de liti al forma un film ciamad interfaça de eletrolit solid (SEI) in su la soa superfix. La funziun principal de chestu film l’è isulà el metal al litio dal eletrolito, prevegnind ulterior corrusion del litio. Però, a causa del cambiament de volum significatif del metal de litio durant la carica e la scarica, el film SEI se romp despess. La superfiss de metal litio frèsch esposta reagiss ancamò cun l’eletrolit per furmar un nœuf film SEI. Chestu prucess favoriss no sultant la cressita di dendrit de litio luungh i crepi ma pœu anca penetrà in del separatur denter de la bateria, causand un curt circuit. Quant se verifica un curt circuit, denter de la bateria se genera una grand quantità de calor, che en di cas estrem pœu purtà a combustion o esplosion, influenzand seriament la prestaziun de sicureza e la cumercializabilità di bateri al metal al litio. Ancamò, cun l’aument del nümer de dendrit de liti, dan püsee ocasiun per l’eletrodo negatif de entrà en cuntatt cun l’eletrolit, acelerand inscì el tass de reaziun secundari. Chesti pruces iriversibil consumen materiai e eletrolit de eletrodi, e redusen la densità d’energia e l’eficienza coulombica de la bateria. Dopu un üs luungh, tanti dendrit de liti sun racchius in del film SEI aprœuf furmà, minga capas de partecipar ai nurmai reaziun eletrochimich; al stess temp, i dendrit de litio visin al substrà se decomponen rapidament, causand litio “mort”, che vœur dì che chesta part de litio diventa eletrochimicament inativa, indebulind significativament la prestaziun cumplesiva de la bateria. In di ültem 40 an, sun stà fatt di prugress impurtant in de la ricerca e in de la simulaziun di mecanism de formaziun di dendrit de liti.
Vuna dei stratejie plussee comune per suprimer la cressida dei dendrits l’è quella de meiorar la stabilitaa e la coerenza del strat de l’interfaça de eletrolit solid (SEI) su la superfix del metal de liti regoland la composizion de l’eletrolit e jontand sostanze specifege. Però, cuma el metal de litio l’è termodinamicamente instabil en aditif organich, la furmaziun de un strat de pasivaziun eficaz sü la superfiss en un ambient de eletrolit liquid l’è assée dificil. Olter a l’otimizaziun del strat SEI, l’introduziun de polimeri o strat de barriera solid cun volta resistenza mecanich pœu vèss anca un mezz eficas per prevegnir la penetraziun di dendrit in del separatur. Chesti metud puntan a prevegnir i dann di dendrit de liti al separatur mejiorand i proprietà mecanich del strato SEI o del separatur stess, ma eliminan no fondamentalment el prublema de la formaziun di dendrit. Anca se una cumpleta superaziun de chesta sfida l’è ancamò luntan, e i prudot de bateri basà sü anodo al litio sun minga dispunibel sul mercà, i ricercadur g’han teoreticament propost diferent pruget cuncetuai de bateri al litio, dimustrand el putenzial per aplicaziun prategh. Intra chesti, i bateri a litio sulfur che duperan el solfar cuma material catodich e i baterii a litio ossigen che duperan usigen cuma material atif a catodich g’han atirà tanta atenziun per i luur vantagg ünich e sun cunsiderà dü sistèm cumercialment prometent a tüt i celùl. I bateri a litio g’han una volta densità de energia (circa 2600 W·kg) e sun recognossuu cuma candidà prometent per i sistèm de inmagazinament de energia di bateri de generaziun sucesiva. Püsee impurtant, el solfar elementar l’è abundant en natüra e ecologich, sottalineand ancamò i vantagg di bateri a liti -solfar. Donca, i bateri al litio-solfur g’han ricevuu atenziun mundial en i ültem an.
I intermedi de polisulfur generà durant la carica e la scarica di bateri de solfur de litio se deslenguan in del eletrolit e se navetan al eletrodo negatif. Donca, la supresiun di dendrit de liti diventa püsee dificil en presenza de intermedi de polisulfur, specialment quand che el solfur de catodo l’è volt. I polisulfuri pœden penetrà in del film SEI e corroder el metal de litio frèsch sotta el strato superficial, purtand a una perdita de capacità. Donca, la prevenziun de la navetta de polisulfur l’è necesaria minga sultant per migliurà la capacità del catodo durant el funziunament de la bateria a litio, ma anca per la stabilità del film SEI e per ottener un eletrodo negatif senza dendrit. Travers i sforzi continu, tants metods inn staits desvilupads, intra quei el domini limitant positiv e l'assorbiment, la modifega dei eletrolit e la projetazion del separador. Però, chesti metud paren cuncentrass püsee sü la supresiun de la navetta de polisulfur e sül mejiorament del tass de üs del catodo de solfar, senza suprimir diretament la cressita di dendrit in del anodo de metal de litio. La prestaziun di bateri de solfar al litio dipend de la pruteziun del anodo metallich al litio. L’efet sinergich di vari metud de supresiun de la cressita di dendrit pœu acelerar l’aplicaziun prategh di bateri de solfar a liti.
I bateri a ossigen a liti-sun un tip de bateria che dupera l’ossigen del aria cuma eletrodo pusitif; sun di volt ciamà bateri d’aria al litio-. La densità teorica de energia di bateri a ossigen a litio l’è volta fin a 3500 Wh/kg, che la supera tant chela di baterii a ion a litio cumerciai. Donca, i bateri a ossigen a litio sun diventà un prugress rivoluziunari in del camp del inmagazinament del energia, atirand l’atenziun mundial e vèssend cunsiderà un fort candidà in di sistèm de inmagazinament del energia de generaziun sucesiva.
Simil ai intermedi de polisulfur, el ligam incrocià de usigen del eletrodo pusitif al eletrodo negatif de metal litio in di bateri de usigen de litio pœu purtà a la degradaziun gradual de la superfiss del metal de litio, cunt el resultà de la decomposiziun di eletrolit e de la furmaziun de LiOH e LiCO3. Donca, diverse stratejie inn staite desvilupade per soprimer el ligam incroxiad de l'ossijen. Olter al prublema del eletrodo pusitif, l’impoveriment del litio causà de la cressita di dendrit e di dann al film de passivaziun ostaculan tant l’üs del metal de litio in di bateri a ossigen a litio ricaricabil. I strategi menziunà per suprimer la cressita di dendrit de liti sun aplicabil anca ai bateri de ossigen de liti. Travers i additif eletrolitich, la modifich del separatur e la prugetaziun di eletrodi negatif, la prestaziun di bateri al litio pœu vèss significativament mejiorada.