Si fa presto a dire batteria. Lo standard è quello delle batterie agli ioni di litio ma il panorama è molto variegato e sempre più tecnologie si affacciano sul mercato. In attesa dello stato solido, che è ancora a livello prototipale, Case automobilistiche e produttori di accumulatori scelgono la batteria giusta per il veicolo elettrico giusto.
Ma che batterie si trovano in circolazione oggi? E che caratteristiche hanno? Che tipo di chimiche adottano e che futuro possono avere? Cerchiamo di fare ordine.
- Batterie al piombo
- Batterie al nichel-metallo idruro
- Batterie agli ioni di litio
- Batterie al litio ferro fosfato
- Batterie al litio-metallo
- Batteria al litio-zolfo
- Batterie agli ioni di sodio
Batterie al piombo
Come si intuisce dal nome, questo tipo di batteria ha un anodo di piombo e un catodo ricoperto di diossido di piombo. L’elettrolita, invece, è realizzato solitamente con una soluzione acquosa contenente acido solforico. La batteria al piombo è stata utilizzata principalmente in passato, agli albori dell’era moderna dell’auto elettrica e ora è impiegata in modo residuale su vetture molto economiche e generalmente di dimensioni molto contenute.
Tra le caratteristiche che la rendono ancora appetibile per certi usi legati alla mobilità ci sono l’economicità e la lunga durata. Di contro, la batteria al piombo ha prestazioni modeste e deve essere smaltita con una certa attenzione a causa del grande impatto ambientale che possono avere. In più, si ricaricano a potenze abbastanza contenute e richiedono quindi molto tempo.
La Fiat Panda Elettra: aveva batterie al piombo
Batterie al nichel-metallo idruro
Le batterie al nichel-metallo idruro hanno avuto una scarsa applicazione in campo automobilistico. Ma la Toyota Prius, che è stata a lungo l’ibrida più venduta al mondo, le ha usate fino ai giorni nostri. Toyota le ha adottate anche su altri modelli ibridi, ma non hanno avuto grande diffusione anche tra altri costruttori.
Hanno anodo in lega metallica e catodo ad alta concentrazione di nichel, mentre per l’elettrolita usano spesso l’idrossido di potassio diluito. Hanno alta densità energetica e si caricano e scaricano rapidamente, in più sono leggere e hanno un impatto sull’ambiente contenuto. Però soffrono del cosiddetto effetto memoria, che le porta a perdere in prestazioni abbastanza velocemente.
La Toyota Prius quarta serie (2016)
Batterie agli ioni di litio
Queste batterie rappresentano lo standard odierno: sono le più diffuse e hanno successo perché sono considerate il compromesso migliore. Hanno buone prestazioni, alta densità energetica, carica e scarica rapide, sono leggere e durano abbastanza a lungo.
Sono dotate di anodo ad alta percentuale di litio (da qui il nome) e il catodo generalmente ad alta densità di carbonio. Sono evolute nel tempo, con formule chimiche che ne hanno migliorato via via le caratteristiche tecniche ottimizzando anche l’utilizzo di materiali critici come, ad esempio, il cobalto. Le batterie agli ioni di litio, attualmente dotate di elettrolita liquido, sono quelle che faranno da base proprio alle batterie allo stato solido.
Un pacco batteria Mercedes
Batterie al litio ferro fosfato
Le batterie al lito ferro fosfato sono batterie agli ioni di litio che usano diverso materiale catodico. Sono interessanti perché riescono a fare meno di elementi chimici preziosi, con ripercussioni evidenti sui costi di produzione. Sono anche sicure, resistendo bene alle alte temperature, e sono durature. Di contro, hanno densità energetica bassa e questo ne limita l’impiego.
Dal punto di vista commerciale, però, le batterie LFP si stanno diffondendo molto velocemente, Soprattutto in Cina, dove sono presenti su circa la metà della produzione locale di auto elettriche. Questo perché spesso, nel Paese del Dragone, si punta su modelli economici che non necessitano di autonomie elevate.
Batterie LFP prodotte da BYD
Batterie al litio-metallo
Le batterie al litio-metallo si caratterizzano per la presenza di litio anche nell’anodo. Questa soluzione permette di aumentare a dismisura la densità energetica (si può arrivare anche a 10 volte di più) ma ha come controindicazione la formazione di dendriti: escrescenze metalliche che compromettono durata e prestazioni di una batteria.
Nello specifico, sono causati dal fatto che il litio è sottoposto a forti deformazioni durante i cicli di carica e scarica e sono molto difficili da contrastare. Ci sono istituti di ricerca che stanno lavorando a diverse tecnologie che potrebbero permettere presto a questo tipo di batterie di arrivare sul mercato.
Batteria al litio-zolfo
Tra le tecnologie più promettenti in tema di batterie per auto elettriche c’è anche quella sulle batterie al litio-zolfo, che potendo sfruttare materiali di recupero possono essere prodotte con costi contenuti. Anche queste, come quelle litio metallo, sono però in via di definizione e non si sa quando si riuscirà a vederle sul mercato.
La batteria al litio zolfo Lytcell EV di Lyten
Batterie agli ioni di sodio
Ci sono anche altre batterie che non sono ancora sul mercato ma che vi arriveranno presto: sono le batterie agli ioni di sodio. Almeno 2 aziende le proporranno nel 2023: CATL e BYD.
Potrebbero trovare presto larghe applicazioni sul mercato per via del fatto che costano molto meno delle batterie agli ioni di litio, utilizzando elementi molto più diffusi in natura come, appunto, il sodio. Hanno una densità relativamente bassa (CATL dice di essere arrivata a 160 Wh/kg ma di essere al lavoro su una versione migliorata). Hanno però prestazioni migliori a basse temperature e una lunga durata prima di perdere in prestazioni.