La Tesla e le sue nuove batterie ibride

La Tesla e le sue nuove batterie ibride
La Tesla e le sue nuove batterie ibride

Tesla sta lavorando alle batterie ibride. Questa nuova tecnologia unisce i vantaggi delle celle a ioni di Litio con quelli delle celle a Litio-metallo.

Questa soluzione sarebbe quindi una batteria più leggera ed efficiente.

Le batterie Litio-metallo hanno una straordinaria importanza. Infatti il premio Nobel per la chimica 2019 è andato a John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino proprio per i loro lavori su queste batterie.

In effetti le batterie ibride sono molto più efficienti, ma devono fare i conti con diversi problemi che le rendono inutilizzabili sulle auto elettriche.

Batterie Litio-metallo

In una normale batteria a ioni di Litio il catodo, cioè il polo positivo, è fatto di un composto di Litio mentre l’anodo, cioè il polo negativo, è fatto di Grafite.

Con questa configurazione si può accumulare una buona quantità di energia, pari a 250-639 Wh/L, cioè Wattora per ogni litro di volume delle celle. Le batterie per auto elettriche sono di solito nella fascia alta di questo range, cioè intorno ai 530 Wh/L.

Nelle batterie Litio-metallo anche il polo negativo è fatto di Litio, in forma metallica, da qui il nome.

Queste batterie hanno il vantaggio di poter accumulare molta più energia, fino a 890 Wh/L. Hanno però lo svantaggio di essere molto pericolose, infatti il Litio metallico è instabile e può infiammarsi o esplodere.

E soprattutto il catodo in Litio metallo tende a formare dei cristalli detti “dendriti” che fanno crollare la capacità della batteria di accumulare energia, dopo non molti cicli di carica e scarica.

Il gruppo di ricerca che fa capo a Tesla ha cercato di salvare sia la capacità di accumulare energia delle batterie Litio-metallo sia la sicurezza delle batterie Litio-grafite.

In maniera molto schematica, di fatto si tratta di mettere un sottile strato di Litio metallo sotto lo strato di Grafite.

Questa è la ragione per cui la batteria è ibrida, perché ha al contempo sia la Grafite che il Litio metallo.

I test eseguiti su batterie ibride con celle a sacchetto mostrano una capacità di accumulare il 20% di energia in più a parità di volume.

Questo vuol dire che, nello stesso spazio, si possono accumulare più chilometri di autonomia. Oppure occupare meno spazio, e aggiungere meno peso all’auto, per fare gli stessi chilometri.

Le conclusioni

Tuttavia, il risultato dello studio è ben lontano dal diventare un prodotto commerciale.

Nelle normali batterie a Litio-metallo la capacità di accumulare energia scende sotto l’80% di quella originale dopo appena 15 cicli completi di carica e scarica per la formazione dei dendriti di cui sopra.

Nelle batterie ibride tale decadimento di prestazioni avviene lo stesso, ma dopo 150 cicli.

Si tratta di un risultato notevole. Ma non ancora sufficiente per l’applicazione sull’ auto elettrica. Infatti questa deve mantenere la stessa capacità di accumulare energia per ben più cicli di ricarica.

Quindi Tesla pensa che “Poiché le batterie spesso non vengono caricate al 100% della loro capacità, queste celle ibride possono funzionare in modalità agli ioni di Litio con un degrado leggero per la maggior parte della loro vita, con sporadici cicli completi di ricarica per una capacità estesa”.

Tesla con il sofisticato software di gestione delle sue batterie e dei cicli di ricarica, intuisce con facilità che il Litio-metallo c’è, ma lo si carica solo quando serve realmente.

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