Batterie liquide o solide: e se ci fosse una terza via?

Le batterie del futuro saranno allo stato solido? Gli sforzi dei costruttori vanno in questa direzione, ma la ricerca mostra anche altre possibilità. ProLogium, ad esempio, ha presentato una nuova tecnologia che promette di combinare i vantaggi degli elettroliti liquidi con quelli solidi, grazie a un diverso meccanismo di trasporto degli ioni di litio. E no, non stiamo parlando di batterie semisolide.

La soluzione si chiama GEN4 ed è basata su un elettrolita inorganico superfluidificato, denominato SFIE (Superfluidized Inorganic Electrolyte). Non si tratta di una batteria semisolida nel senso più stretto del termine, nella quale convivono componenti solidi e liquidi, ma di una particolare evoluzione delle batterie allo stato solido.

Utilizza infatti un materiale capace di modificare il proprio comportamento meccanico in funzione delle sollecitazioni. La vera innovazione, secondo l'azienda taiwanese, riguarda infatti il modo in cui gli ioni di litio si muovono all'interno dell'elettrolita, attraverso una struttura chiamata Dynamic Coordination Network (DCN).

Un elettrolita che "si adatta" agli elettrodi

Nelle batterie convenzionali con elettrolita liquido, gli ioni di litio si spostano attraverso il materiale grazie alla diffusione assistita dal solvente. Negli elettroliti solidi, invece, migrano lungo percorsi determinati dalla struttura del materiale, generalmente più rigida. Nella soluzione sviluppata da ProLogium si verifica invece un terzo caso: particolari agglomerati chimici chiamati "ligandi" formano una rete di coordinazione dinamica che permette agli ioni di litio di trasferirsi rapidamente tra strutture locali in continua trasformazione. Il sistema limita contemporaneamente la mobilità degli anioni, favorendo il trasporto degli ioni di litio e riducendo le differenze di concentrazione che possono formarsi durante la carica e la scarica.

Un'altra caratteristica fondamentale è il comportamento, definito "non newtoniano" dell'elettrolita SFIE. Quando è sottoposto a sollecitazione, il materiale può deformarsi e fluire, adattandosi alle superfici degli elettrodi. Quando la sollecitazione viene meno, recupera una struttura più solida. Questo comportamento consente di mantenere un contatto più uniforme tra elettrolita ed elettrodi anche durante le variazioni dimensionali provocate dai cicli di carica e scarica. Si riduce così la resistenza elettrica all'interfaccia, che è notoriamente uno degli ostacoli allo sviluppo delle batterie allo stato solido, limitando anche la necessità di mantenere le celle sotto elevate pressioni di compressione.

Mercedes e ProLogium, l'alleanza per le batterie allo stato solido

Dal 5% all'80% in poco più di sei minuti

I risultati dichiarati da ProLogium in temrin idi efficienza della ricarica sono particolarmente interessanti. L'elettrolita SFIE avrebbe infatti raggiunto una conducibilità ionica di 57 mS/cm a temperatura ambiente durante sessioni di prova sotto l asupervisione dell'organismo di certificazione SGS. Sempre secondo l'azienda, nel corso dei test interni le celle GEN4 avrebbero dimostrato di poter passare dal 5% all'80% dello stato di carica in 6,4 minuti, superando 1.000 cicli di ricarica rapida. E di riuscire a mantenere il 90% della loro capacità a -20 °C, otlre a una capacità di scarica fino a 15C, valore che indica la possibilità di erogare correnti di intensità particolarmente elevata.

La velocità di ricarica potrebbe migliorare ulteriormente con la successiva evoluzione della tecnologia: ProLogium sta infatti sviluppando la versione GEN4.2, che utilizza un separatore ceramico poroso impregnato con lo stesso elettrolita SFIE. Questa configurazione, secondo l'azienda, dovrebbe permettere di scendere sotto i cinque minuti sempre per una ricarica dal 5 all'80%. Sul fronte della sicurezza, la tecnologia comprende anche un sistema denominato ASM (Active Safety Mechanism), progettato per favorire la passivazione dei materiali più reattivi quando la temperatura raggiunge circa 125 °C, contrastando le reazioni che potrebbero provocare una fuga termica.

Le batterie allo stato solido e semi-solido di Mercedes e ProLogium

Foto di: Mercedes-Benz

Mercedes FEV e OPmobility tra i partner

La tecnologia GEN4 non è destinata a rimanere confinata alla ricerca sui materiali. ProLogium sta lavorando con diversi partner automobilistici per verificarne l'integrazione nei sistemi di accumulo destinati ai veicoli elettrici. Tra questi figura Mercedes, con cui l'azienda taiwanese collabora da quasi dieci anni e che è indicata dallo stesso costruttore tedesco come partner principale nello sviluppo delle batterie allo stato solido. Un recente accordo assegna proprio a Mercedes un accesso prioritario alle nuove celle GEN4, che saranno sottoposte a prove elettriche, termiche e di sicurezza per valutarne il possibile utilizzo sui futuri modelli.

Al Salone dell'Auto di Parigi 2026, ProLogium ha inoltre presentato applicazioni sviluppate insieme a FEV e OPmobility. La prima ha realizzato un modulo batteria che integra le celle taiwanesi, mentre la seconda sta sviluppando un prototipo di pacco batteria destinato a differenti categorie di veicoli.

Parallelamente, ProLogium sta ampliando la propria capacità produttiva. Alle linee industriali già realizzate a Taoke, a Taiwan, si affiancherà la gigafactory di Dunkerque, in Francia, la cui prima fase prevede una capacità produttiva annua di 4 GWh, da raggiungere progressivamente entro il 2030. L'azienda punta anche sulla riciclabilità dei materiali: secondo le stime, l'elettrolita SFIE potrebbe raggiungere un tasso di recupero del 90%, consentendo il reimpiego nella produzione.

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