Batterie allo stato solido per auto elettriche: il Sacro Graal dell’efficienza

Come rendere le auto elettriche più appetibili? Servono batterie che garantiscano totale e massima efficienza. Lunghissima autonomia chilometrica reale, possibilità di fare una quantità gigantesca di ricariche molto rapide senza che il componente si degradi in fretta, resistenza a urti e incendi. Nel risiko automotive si assiste alla corsa verso il Sacro Graal della batteria superiore, che dia la svolta, facendo somigliare l’utilizzo di una vettura full electric a una termica. Per raggiungere l’obiettivo, si pensa anche alle “famose” batterie allo stato solido.

Cosa sono

Le batterie allo stato solido hanno un elettrolita, il componente che trasferisce particelle cariche, o ioni, avanti e indietro tra gli elettrodi della batteria, costituito da materiale solido. Invece, le batterie agli ioni di litio in uso oggi hanno elettroliti liquidi. In un involucro delle stesse dimensioni, le prime forniscono più energia.

Il secondo vantaggio è che si eliminano le soluzioni di elettrolita liquido altamente infiammabili: la tecnologia allo stato solido migliora anche la sicurezza dei veicoli elettrici e garantisce tempi di ricarica più rapidi. Il target? Attorno a 15 minuti di rifornimento di elettroni per batterie con oltre 480 km di autonomia. 

Non sono ancora pronte

Il fatto, spiega Automotive News, è che le batterie allo stato solido, sebbene promettano grandi un salto in avanti in termini di densità energetica e carica, non sono ancora pronte per la commercializzazione di massa. In teoria, se e quando lo saranno, allora consentiranno un accumulo di energia più sicuro e piccolo che consentirebbe alle Case auto di offrire una maggiore autonomia a costi inferiori.

Ad aspirare alla leadership ci sono tanti produttori di batterie e parecchi costruttori di veicoli che stringono alleanze coi primi, e non poteva mancare Toyota. Il numero uno del pianeta in fatto di vendite di macchine, anche se i suoi vertici hanno sempre criticato il bando termico UE 2035, puntano alla supremazia non solo nell’ibrido. Lo fa con la seconda raffineria di petrolio giapponese, Idemitsu Kosan. Forse, verrà presentata nel 2027.

In altri ambienti

Le batterie allo stato solido alimentano già dispositivi medici, prodotti RFID e smartwatch. Tuttavia, aumentare le dimensioni della batteria e renderla abbastanza resistente da sopravvivere al duro ambiente automobilistico è una sfida enorme. Servono investimenti notevoli. Questo comporta che salga il prezzo dell’auto elettrica, già elevatissimo. Affinché i costi si abbassino, occorre semplificare la produzione e stabilire una catena di fornitura sicura e stabile. 

C’è poi il problema chiave: la propensione delle batterie allo stato solido con anodi di grafite, il tipo più comune, a sviluppare strutture aghiformi chiamate dendriti quando il litio si sposta dall’anodo all’anodo dal catodo. I dendriti possono accumularsi e crescere nel litio metallico che riveste l’anodo a ogni ciclo di carica, indebolendolo. Risultato: cella in cortocircuito e perforazione della barriera che separa l’anodo dal catodo. Un secondo ostacolo è che il materiale elettrolitico utilizzato per le batterie allo stato solido tende a cresparsi, gonfiarsi e rompersi man mano che aumenta il numero di cicli di carica. 

Autore: Mr. Limone