Batterie auto elettriche: ricarica rapida in 10 minuti per 1.500 cicli

Ippolito V
Queste batterie per auto elettriche si ricaricano in 10 minuti per 1.500 cicli, superando dei limiti che sembravano insuperabili.
Batterie auto elettriche

Per la diffusione delle auto elettriche andranno abbassati, sì, i prezzi, ma andranno, però, anche abbinati dei progressi nelle infrastrutture. Solo così sarà davvero possibile realizzare il disegno politico sollecitato dalla politica europea e internazionale. Tra i nodi da sciogliere, uno dei principali consiste nelle tempistiche di ricarica, sempre troppo lente rispetto alla controparte endotermica. Di strada da fare ne rimane parecchia, ma c’è chi nel mondo provare a farvi fronte. Nella fattispecie, l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) è al lavoro sulle batterie per auto elettriche, al fine di incrementare la velocità di rifornimento. Consapevoli delle criticità finora connaturate in questa alimentazione, gli autori dell’iniziativa puntano all’innovazione. Qualora il risultato delle ricerche dovesse dare buoni frutti, allora ne trarrebbe beneficio l’intero comparto a zero emissioni.

Sulle bev sappiamo ancora poco, troppo anche solo per immaginare quale sia il potenziale raggiungibile. In fondo, fino a pochi anni fa le auto elettriche venivano viste con diffidenza dal pubblico. Oggi, invece, l’opinione è di gran lunga cambiata, in meglio. Vale soprattutto in riferimento a certi Paesi, dalla Cina alla regione scandinava se rimaniamo entro i confini europei, dove recitano un ruolo chiave. Mentre le produzioni asiatiche cominciano a mettere sul serio in difficoltà le realtà occidentali, la Norvegia costituisce un brillante caso di studio. Addirittura, qui il numero di bev del parco circolante ha già superato quello degli esemplari a combustione interna.

Ad aver favorito la transizione ci sono stati i massicci investimenti, compiuti con largo anticipo in confronto alla media europea. Si parla di anni Novanta, un’epoca in cui a tentare la fortuna erano giusto delle start-up molto orientate al futuro. Con grande lungimiranza, il Governo locale li ha sostenuti e la situazione è quanto vi abbiamo appena riportato. Adesso è il caso di spostare il focus interamente sull’elaborato di ORNL, da valutare con la massima attenzione.

Batterie auto elettriche ORNL

Auto elettriche

ORNL è un laboratorio di ricerca multiprogramma gestito da UT-Battelle LLC per il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Il laboratorio ha sede nella riserva di Oak Ridge, nel Tennesse orientale. L’attività verte perlopiù sulla ricerca aperta. Sebbene una piccola percentuale sia classificata o limitata nell’ambito dei suoi crescenti programmi di sicurezza nazionale, la filosofia rimane la stessa. Molte delle sue strutture sono a disposizione di altri laboratori nazionali, del mondo accademico e dell’industria.

La documentazione pubblicata evidenza che una nuova batteria agli ioni di litio non solo sa ricaricarsi all’80 per cento in 10 minuti, bensì è in grado di sostenere la ricarica rapida per 1.500 cicli. Qualora vi siate avvicinati giusto da poco al comparto delle zero emissioni, sappiate che la carica e la scarica della batteria si verificano quando gli ioni viaggiano tra gli elettrodi positivo e negativo attraverso il cosiddetto elettrolita. E proprio l’elettrolita è il punto chiave della ricerca, giacché il target dei millecinquecento cicli di ricarica lo aveva fissato anche Elon Musk, ben quattro anni fa.

In un post su Twitter del 2019 il magnate sudafricano aveva sottolineato come i moduli batteria della Tesla Model S fossero stati progettati per durare 1.500 cicli o tra le 300 mila (circa 480 mila km) e le 500 mila miglia (800 mila km).

Il team di ORNL dichiara di aver sviluppato una nuova tipologia di elettrolita, che permette una ricarica rapida per un periodo prolungato. In particolare, la divisione del lavoro ha sviluppato delle formulazioni inedite dei sali di litio con solventi carbonati per formare un elettrolita. Grazie alla tecnica introdotta migliorano sia i flussi di ioni nel tempo e la capacità di resistere al calore generato dalle correnti durante la carica rapida. Zhijia Du dell’ORNL ha spiegato che la scoperta della nuova formulazione di elettroliti triplica, in sostanza, l’obiettivo del Dipartimento di Energia per la durata di vita di una batteria a ricarica estremamente rapida.

L’elettrolita è costituito da “bis(fluorosulfonil)immide di litio (LiFSI), esafluorofosfato di litio (LiPF6) e carbonati in celle a sacca da due amp/ora”. I progressi compiuti prospettano dei notevoli miglioramenti anche nella fabbricazione delle auto elettriche. Quella degli accumulatori è, infatti, una delle sfide principali da affrontare e superare.

Allo stato attuale, diverse società e governi stanno effettuando dei grossi investimenti per capitalizzare a pieno il potenziale delle bev. Tuttavia, non è ancora ben chiaro quale sia la strada corretta da percorrere. Da qui le tante idee esaminate e messe in pratica dagli operatori di settore. A giocare in favore dell’ORNL sono le notevoli competenze sviluppate in materia. Difatti, al risultato la squadra è giunta in seguito ad approfondite sessioni di laboratorio. Stando alle comunicazioni date, la formula ha mostrato un’eccellente stabilità elettrochimica ad un’elevata velocità di carica di 6 gradi Celsius, pari a un sesto d’ora, vale a dire dieci minuti. Tuttavia, permangono delle domande in attesa di risposta.

Batterie per auto elettrica

Ad esempio, resta da stabilire quanto costerebbe implementare tale chimica in batterie per auto elettriche, le capacità e se presto o tardi sarà accessibile sotto il piano economico. Di teorie se ne sentono parecchie circa l’abbassamento dei costi, ma poi è la prova sul campo a decretare la bontà di un progetto.

Finora non è stata individuata la via da percorrere per tenere sotto controllo gli oneri di produzione. Non a caso le bev costano ancora una fortuna. Gli accumulatori costituiscono il componente più oneroso dell’intero processo di produzione, perciò occorrerà adottare degli accorgimenti. Immaginare la diffusione delle bev pure nei Paesi dove il reddito medio elevato non è così elevato rappresenta un’utopia. D’altro canto, crediamo vadano apprezzati gli sforzi compiuti da team qualificati affinché venga trovata una soluzione alla criticità strutturale.

Nel corso del tempo riusciremo a capire quanto sarà alla portata uno scenario in cui la totalità dei conducenti (o quasi) utilizzino le auto elettriche. Il divieto di messa in commercio delle vetture a combustione interna rimane piuttosto lontane, fissato al 2035 in Ue. L’importante sarà continuare a perseverare, senza arrendersi di fronte ai numerosi ostacoli lungo il cammino. Qualcosa da accettare in anticipo, trattandosi di un’alimentazione applicata nella produzione di serie da pochi anni.

Tesi contrastanti sul degrado

Rapporti precedenti evidenziano come la ricarica rapida influisca sulla longevità della batteria, ma successivi report non attestano delle significative differenze nel degrado tra le bev la cui ricarica avviene regolarmente in poco tempo e quelli che vi ricorrono solo occasionalmente. Lo studio, realizzato da RecurrentAuto, non segnala dei significativi gap nel degrado tra le Tesla che si caricano velocemente più del 90 per cento delle volte e quelle che lo fanno il meno del 10 per cento delle volte.

A ogni modo, degli OEM (produttori di parti originali) sarebbe in una fase avanzata di sviluppo degli accumulatori. Nelle scorse settimane Toyota ha rivelato che le sue future elettriche si affideranno a tre nuove tecnologie di batterie ad elettrolita liquido e a una a stato solido. Uno degli accumulatori agli ioni di litio sa fornire 800 km di autonomia e di passare dal 10 all’80 per cento dello stato di carica (SoC) in appena 20 minuti.

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