La batteria allo stato solido per il futuro dell’elettrico

Le batterie allo stato solido rappresenteranno il punto di svolta per lo sviluppo delle auto elettriche.

Infatti i grandi gruppi automobilistici stanno lavorando con i principali produttori mondiali di batterie.

Gli obiettivi sono semplici, cioè migliorare il rapporto tra energia, potenza, peso, volume e costo.

Si lavora sulla chimica, i materiali, la struttura e i metodi di fabbricazione. Questo non solo per migliorare costi e prestazioni, ma anche per ottimizzare il recupero ed il riciclo delle batterie e dei loro preziosi componenti chimici, guardando all’obiettivo della neutralità di CO2.

La tecnologia più promettente è quella dello stato solido che garantirà più densità di energia, stabilità e velocità nella ricarica.

Le case automobilistiche

Toyota sembra essere in anticipo e starebbe puntando sulla chimica dello ione Floruro. Questa permette di raggiungere una densità teorica da 7 a 10 volte superiore ai livelli attuali.

Alle batterie allo stato solido lavora anche Volkswagen insieme a QuantumScape promettendo per il 2025 una densità superiore di 2,5 volte.

Puntano allo stato solido anche Mercedes, che partirà dai bus eCitaro già nel 2022, e la Nio che sulla sua ET7 metterà a disposizione una batteria da 150 kWh.

Sullo stato solido stanno lavorando anche Bmw e Ford.

Infatti stanno investendo su Solid Power, sul Solfuro di Litio e sulla possibilità di assemblare le nuove celle sulle stesse linee oggi utilizzate per le celle “liquide” con un risparmio sui costi di produzione del 40%.

Per Tesla lo stato solido sarebbe una falsa speranza e quindi punta sulle nuove celle cilindriche 4680 (46 mm di diametro 80 di altezza) che hanno una densità di energia migliorata del 16% con costi inferiori del 14 per cento.

Per ottimizzare forma e peso della batteria si guarda a celle di dimensioni sempre più grandi.

In tal senso lavorano Byd, Catl e Lg Chem.

Si parla di celle che possono essere alloggiate in orizzontale o verticale e disposte su due piani, in più hanno il sistema di gestione wireless che riduce l’ingombro del 15%.

Di fatto si sta ridisegnando il percorso tecnologico e industriale delle batterie.

All’inizio i costruttori si sono rivolti ai giganti dell’elettronica di consumo per le batterie, successivamente sono sembrati disinteressarsi degli aspetti tecnologici concentrandosi su quelli industriali.

Ora invece si sta tornando in modo deciso a fare all’interno della propria struttura tutta la filiera che riguarda le batterie, celle comprese.

Le diverse strade chimiche

Le strade “chimiche” intraprese sono diverse.

Oltre al Fluoro e allo Zolfo, si punta al Nickel, al Manganese, al Titanio e anche al Silicio e all’Alluminio, alle batterie Litio-aria ed a quelle Litio-metallo, all’elettrolita gassoso e persino all’elettrolita gel con polimeri disciolti.

L’obiettivo è minimizzare l’utilizzo del Cobalto e magari eliminarlo, come pure del Litio che per l’80% è in mano alla Cina e proviene da paesi lontani o politicamente instabili.

Si guarda anche ad accumulatori ibridi, con la densità energetica di una batteria e la velocità di carica e scarica dei supercondensatori.

Per migliorare la densità serviranno le strutture a nanotubi e la stampa 3D.

Per migliorare la ricarica e la durata sarà utile l’apporto dell’intelligenza artificiale.

Fonte

• https://www.ilsole24ore.com/art/auto-elettriche-ci-sara-svolta-vera-soltanto-le-batterie-stato-solido-AEuTUAV?refresh_ce=1