La batteria è il cuore dell’auto elettrica
Da editor
La batteria è il serbatoio d’energia dell’auto elettrica, della quale costituisce la parte più importante.
La sua evoluzione tecnologica è l’elemento che più di tutti ha contribuito alla “riscoperta” delle auto ad emissioni zero. Queste vetture sono studiate fin dagli albori dell’automobile, ma solo ora stanno vivendo un vero e proprio boom, grazie agli ioni di Litio.
Le batterie sono basate sul principio della pila elettrochimica. Gli elettroni sono scambiati tra due elementi, detti anodo e catodo, mentre un terzo elemento, chiamato elettrolito, ha funzione di tramite ed è in genere allo stato liquido o gelificato.
La storia delle batterie
In principio era il Piombo. Le prime batterie per auto elettriche erano costituite da un anodo di Piombo ed un catodo di Perossido di Piombo, con un elettrolita composto da una soluzione di Acido Solforico diluito in acqua.
Economiche ma pesanti, erano montate su vetture ad emissioni zero di qualche decennio fa, come la Panda Elettra del 1990.
Si è poi passati alle batterie al Nichel, inizialmente diffusesi nella variante con il Cadmio. Questo prima che quest’ultimo elemento venisse bandito perché tossico e poi evolute nella configurazione Nichel-metallo idruro.
L’anodo, in questo caso, è costituito da una lega metallica, mentre il catodo è in Nichel. Il loro ciclo di vita è piuttosto lungo, ma soffrono dell’effetto memoria, cioè la loro capacità effettiva si riduce progressivamente a fronte di ricariche parziali. Queste batterie hanno trovato larga applicazione sulle auto ibride.
Le batterie oggi
Tutte le elettriche adottano oggi gli accumulatori agli ioni di Litio, che utilizzano per l’anodo la Grafite e per il catodo gli ioni di Litio, cioè un metallo molto leggero.
In questo caso l’elettrolita adottato è un sale di Litio, sciolto in un solvente. Rispetto alle altre batterie, hanno un effetto memoria più ridotto, una bassa autoscarica ed una maggiore densità di energia.
Così, attualmente abbiamo batterie che, a parità di dimensioni, sono in grado d’ immagazzinare più elettricità che in passato.
Tesla
Per esempio, le Tesla Model S e Model X vendute oggi hanno accumulatori da 100 kWh. Quelli della BMW iX, in produzione dal secondo semestre del 2021, dovrebbero persino superare questa capacità; le batterie della nuova 500 ad emissioni zero, invece, sono disponibili anche nel taglio da 42 kWh, il più grande per le elettriche di segmento A.
L’elettrolito delle batterie convenzionali è allo stato liquido e gelificato, il che comporta l’applicazione di complessi e costosi sistemi di controllo per garantirne la sicurezza.
Passare ad un elettrolito solido potrebbe consentire di aumentare la capacità di un accumulatore a parità di ingombri, ma anche di ridurre le dimensioni a parità di kWh. Il tutto con sistemi di sicurezza meno complessi, più economici e con una ricarica più veloce.
La nuova batteria 4680 della Tesla ha elettrodi a secco.
La Skeleton Technologies promette ultracondensatori con elettroliti analoghi.
Conclusione
Queste Superbattery potrebbero essere combinate con le batterie agli ioni di Litio come ausilio per gestire i picchi di erogazione, in accelerazione ed in assorbimento, quindi per ottenere una maggiore densità di energia, una lunga durata ed un tempo di ricarica di 15 secondi.
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