Le batterie agli ioni di litio di tipo tradizionale, quelle con chimica nichel-manganese-cobalto per capirci, sono ancora le più diffuse sul mercato, ma ce ne sono altre che si stanno velocemente facendo strada, affermandosi come alternativa sempre più credibile. In particolare, fanno impressione i progressi delle batterie al litio ferro fosfato o LFP.
Le batterie LFP hanno un funzionamento analogo a quelle agli ioni di litio: sono dotate anch’esse di anodo e catodo, di separatore e di elettrolita e sfruttano anch’esse il passaggio di ioni di litio tra i due elettrodi nei cicli di carica e scarica. A cambiare sono i materiali utilizzati per le varie componenti, meno costosi e più facili da reperire. Certo, ci sono vantaggi, ma anche svantaggi. Ma prima facciamo un po’ di storia.
Dalla Cina al mondo intero
Le batterie LFP vengono sviluppate a partire dagli Anni ’90 proprio come alternativa alle batterie agli ioni di litio che sono valse ai loro inventori il Premio Nobel per la chimica. Suscitarono interesse per una serie di motivi: avevano bassi costi, erano atossiche e usavano ferro, materiale molto comune. Però avevano anche una bassa conduttività elettrica e questo le rendeva inadatte a numerose applicazioni.
Lavorando sull’architettura interna e rivestendo i catodi (gli elementi realizzati con litio, ferro e fosfato) con vari materiali conduttivi, si riuscì a superare questo ostacolo e a migliorare le prestazioni.
Attualmente la Cina è la maggior produttrice di questo tipo di batterie e anche la maggior utilizzatrice. Molte delle vetture elettriche economiche prodotte nel Paese del Dragone, infatti, già adottano accumulatori LFP. Ma la tecnologia sta prendendo velocemente piede anche in Occidente. Anche perché l’industria sta facendo passi da gigante e il gap con le batterie agli ioni di litio si sta assottigliando.
Batteria LFP di una Tesla Model 3
Batterie LFP: vantaggi
Oltre a vantaggi a livello economico (si parla di 100 dollari al kWh in confronto con i 160 dollari al kWh delle batterie NMC) e di reperibilità delle materie prime già citati, le batterie LFP sono preferibili per altri motivi. Prima di tutto durano più a lungo. Spesso possono arrivare a superare i 10.000 cicli di carica e scarica senza compromettere eccessivamente le prestazioni (le batterie agli ioni di litio arrivano a circa 3.000 cicli e poi vengono generalmente utilizzate per altri scopi, diversi dall’uso in auto elettrica).
Poi sono anche più sicure, perché sono meno infiammabili e resistono meglio al calore, e possono rilasciare l'energia in modo più rapido, perché hanno una minore resistenza interna. Infine, possono anche scaricarsi completamente senza subire danni di grossa entità.
Batterie LFP: svantaggi
Di contro, come già detto, le batterie LFP hanno una minore densità energetica rispetto a quelle NMC. Questo significa che devono essere più grandi e pesanti per garantire un’autonomia equivalente. Oppure, a pari dimensioni e massa, fanno percorrere meno strada tra una sosta alla colonnina e l’altra.
La differenza però si sta assottigliando. Se in passato si parlava anche di un 70% in meno, ora si arriva al 20-25%. Anche meno, con prodotti di ultima generazione. Svolt ha una batteria LFP che arriva a 200 Wh/kg, mentre CATL ne ha una che supera i 160 Wh/kg.
La produzione di batterie nella fabbrica Svolt
Ci sono altri due problemi: le batterie LFP hanno un voltaggio più basso (3,2 V contro 3,7 V) e si ricaricano generalmente più lentamente. Riguardo a quest’ultimo aspetto, però, ci sono prodotti di ultima generazione che stanno raggiungendo velocità di ricarica pari alle batterie agli ioni di litio “normali”.
Zeekr, brand del gruppo Geely, ha presentato per esempio la Golden Brick, batteria che arriverà sul mercato nel 2024 e il cui materiale attivo supera l’80% del totale. A detta della Casa, guadagna 350 km di autonomia in soli 10 minuti di sosta alla colonnina.
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Tutti le vogliono
Come detto, la Cina ha investito prima e più degli altri su questo tipo di batterie (arrivate sul mercato già prima della pandemia). L'ha fatto perché ha sentito più di altri Paesi la necessità di abbassare il prezzo delle sue auto elettriche per favorire le vendite. BYD, per esempio, ha presentato la sua Blade Battery, che proprio chimica LFP adotta, ma i Costruttori che hanno prodotti simili sono tantissimi. NIO, JAC, GAC, Anche perché i principali produttori di batterie, da CATL a scendere, hanno in portafoglio prodotti di questo tipo.
Se in passato le batterie LFP erano quasi esclusivamente “dalla Cina per la Cina”, oggi le cose stanno cambiando velocemente. Tesla, per esempio, usa questo tipo di accumulatori per le versioni basse di gamma di Model 3 e Model Y. Stessa strategia per Volvo, Hyundai, Stellantis e Ford, tanto per fare qualche nome.
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