All'interno dello smartphone, del laptop o del tablet che state utilizzando per leggere questo articolo c'è sicuramente una batteria agli ioni di litio, la stessa tecnologia che trovate nelle avanzate auto elettriche di nuova generazione - in versione ingigantita ovviamente, con molte celle messe insieme. Pur essendo accumulatori poco affidabili sul lungo periodo, tendono infatti a perdere parte della loro carica con il passare degli anni, a oggi rappresentano ancora la migliore combinazione peso/potenza che il mercato di massa possa offrire. Inoltre non soffrono dell'effetto memoria e non perdono carica quando non in uso per lunghi periodi - o meglio, ne perdono pochissima, molto lentamente. Nell'ultimo decennio i big dell'high tech hanno lavorato alacremente per elevare all'ennesima potenza le fotocamere degli smartphone, i processori dei tablet, eliminare le cornici dagli schermi, creare motori elettrici eccezionali, eppure nessuno è stato capace di portare una nuova tecnologia a livello di accumulatori, con il litio ancora oggi soggetto a malfunzionamenti, surriscaldamenti, esplosioni (non dite questa parola a Samsung) se non utilizzati propriamente o difettosi, del resto parliamo di chimica ed elettricità. Problemi che crescono esponenzialmente con la diffusione delle auto elettriche, che montano batterie enormi per avere centinaia di chilometri di autonomia.
Corsa ai GWh
Ogni vettura EV infatti corre il rischio di esplodere o prendere fuoco subito dopo un incidente, nel caso in cui le batterie vengano danneggiate in modo grave, oppure se si surriscaldano in maniera anomala. Addirittura svariate Tesla Model S sono state affette da "combustione spontanea" negli ultimi anni, meno di dieci casi accertati comunque, su cui la società californiana sta ancora indagando - con le batterie principali sospettate. Proprio Tesla ha lavorato molto per garantire un'alta sicurezza rispetto ai suoi accumulatori, aggiungendo sistemi di raffreddamento e nuove protezioni in titanio nel sottoscocca dopo i primi incendi, ora anche Volkswagen - il player più agguerrito per il futuro mercato elettrico - garantisce una sicurezza estrema per i suoi veicoli EV in arrivo. Il brand si è inoltre assicurato forniture di batterie al litio da qui al 2023, come confermato da Thomas Ulbrich, membro del consiglio di amministrazione di Volkswagen e responsabile della e-Mobility del marchio - nel 2021 inoltre il nuovo impianto di Zwickau, in Germania, dovrebbe essere in grado di produrre 330.000 batterie all'anno, per la nuova Volkswagen ID.3 e gli altri modelli della famiglia ID, che avranno 8 anni di garanzia proprio sulle batterie. Insomma, i maggiori produttori del mercato hanno già iniziato una corsa sfrenata al prezioso litio, del resto si calcola che nel 2025 la domanda di celle energetiche si attesterà attorno ai 150 GWh in Europa e altri 150 GWh in Cina, con LG Chem, Samsung SDI e SK Innovation in prima fila per la rivoluzione elettrica. La vera rivoluzione però sta forse altrove.
Stato solido
Per diversi motivi, è chiaro che non si potranno usare accumulatori al litio per sempre: al di là dei problemi di sicurezza descritti sopra, che comunque riguardano anomalie e non standard, diventerà presto difficile reperire le materie prime (come il cobalto, ad esempio, estratto brutalmente dal Congo per l'80-85% della produzione mondiale), gli automobilisti poi chiederanno sempre maggiore autonomia e minore manutenzione, del resto la sola idea di dover cambiare le batterie dell'auto dopo un numero di anni frena non pochi potenziali clienti. Sempre Tesla inoltre ha pensato a diversi sistemi per salvaguardare la durata delle sue batterie, rilasciando di recente un aggiornamento software in grado di portare benefici sul lungo periodo ma svantaggi nell'immediato - come la perdita di parte dell'autonomia standard. Su una batteria da 85 kWh, ad esempio, la perdita dopo l'aggiornamento in questione (firmware 82019.16.1 e 2019.16.2) è stata stimata fra i 20 e i 50 km, tutti dettagli che non aiutano certo il pubblico a tranquillizzarsi rispetto ai mezzi a zero emissioni. Il settore cambierà passo soltanto con l'introduzione delle batterie a stato solido, che possono essere meno costose delle sorelle maggiori al litio, più leggere e rendere completamente inutile il raffreddamento a liquido - andando così ad aumentare sicurezza, autonomia e distribuzione dei pesi nelle auto elettriche.
Ricordiamo infatti che le batterie in questione attualmente in sviluppo prevedono una struttura in grafene (che comunque non è l'unica possibile), permettono tempi di caricamento più rapidi degli ioni di litio e una maggiore densità di energia in meno volume, tutte caratteristiche che nella pratica dovrebbero assicurare autonomie più ampie (fino a 1.000 km con una carica) a parità di peso. Il tutto senza pericolo di surriscaldamenti o esplosioni, dunque con un'affidabilità aumentata. Bisogna però munirsi di tanta pazienza: come abbiamo visto, i produttori hanno scorte di batterie al litio per almeno 5 anni, inoltre è possibile che i modelli più economici - sotto i 25.000 euro - montino questi accumulatori "chimici" per almeno altri 10-15 anni per abbattere i costi e rimanere competitivi. Come spesso accade, siamo nel bel mezzo di un'era di passaggio, piena di pregiudizi e speranze; bisogna soltanto scegliere se vedere il bicchiere mezzo pieno o mezzo vuoto.
Auto elettriche e batterie: la vera rivoluzione solo con lo stato solido?
Mentre i maggiori produttori combattono per accaparrarsi scorte di batterie al litio, la vera rivoluzione si nasconde nello stato solido.
All'interno dello smartphone, del laptop o del tablet che state utilizzando per leggere questo articolo c'è sicuramente una batteria agli ioni di litio, la stessa tecnologia che trovate nelle avanzate auto elettriche di nuova generazione - in versione ingigantita ovviamente, con molte celle messe insieme.
Pur essendo accumulatori poco affidabili sul lungo periodo, tendono infatti a perdere parte della loro carica con il passare degli anni, a oggi rappresentano ancora la migliore combinazione peso/potenza che il mercato di massa possa offrire. Inoltre non soffrono dell'effetto memoria e non perdono carica quando non in uso per lunghi periodi - o meglio, ne perdono pochissima, molto lentamente. Nell'ultimo decennio i big dell'high tech hanno lavorato alacremente per elevare all'ennesima potenza le fotocamere degli smartphone, i processori dei tablet, eliminare le cornici dagli schermi, creare motori elettrici eccezionali, eppure nessuno è stato capace di portare una nuova tecnologia a livello di accumulatori, con il litio ancora oggi soggetto a malfunzionamenti, surriscaldamenti, esplosioni (non dite questa parola a Samsung) se non utilizzati propriamente o difettosi, del resto parliamo di chimica ed elettricità.
Problemi che crescono esponenzialmente con la diffusione delle auto elettriche, che montano batterie enormi per avere centinaia di chilometri di autonomia.
Corsa ai GWh
Ogni vettura EV infatti corre il rischio di esplodere o prendere fuoco subito dopo un incidente, nel caso in cui le batterie vengano danneggiate in modo grave, oppure se si surriscaldano in maniera anomala. Addirittura svariate Tesla Model S sono state affette da "combustione spontanea" negli ultimi anni, meno di dieci casi accertati comunque, su cui la società californiana sta ancora indagando - con le batterie principali sospettate. Proprio Tesla ha lavorato molto per garantire un'alta sicurezza rispetto ai suoi accumulatori, aggiungendo sistemi di raffreddamento e nuove protezioni in titanio nel sottoscocca dopo i primi incendi, ora anche Volkswagen - il player più agguerrito per il futuro mercato elettrico - garantisce una sicurezza estrema per i suoi veicoli EV in arrivo.
Il brand si è inoltre assicurato forniture di batterie al litio da qui al 2023, come confermato da Thomas Ulbrich, membro del consiglio di amministrazione di Volkswagen e responsabile della e-Mobility del marchio - nel 2021 inoltre il nuovo impianto di Zwickau, in Germania, dovrebbe essere in grado di produrre 330.000 batterie all'anno, per la nuova Volkswagen ID.3 e gli altri modelli della famiglia ID, che avranno 8 anni di garanzia proprio sulle batterie.
Insomma, i maggiori produttori del mercato hanno già iniziato una corsa sfrenata al prezioso litio, del resto si calcola che nel 2025 la domanda di celle energetiche si attesterà attorno ai 150 GWh in Europa e altri 150 GWh in Cina, con LG Chem, Samsung SDI e SK Innovation in prima fila per la rivoluzione elettrica. La vera rivoluzione però sta forse altrove.
Stato solido
Per diversi motivi, è chiaro che non si potranno usare accumulatori al litio per sempre: al di là dei problemi di sicurezza descritti sopra, che comunque riguardano anomalie e non standard, diventerà presto difficile reperire le materie prime (come il cobalto, ad esempio, estratto brutalmente dal Congo per l'80-85% della produzione mondiale), gli automobilisti poi chiederanno sempre maggiore autonomia e minore manutenzione, del resto la sola idea di dover cambiare le batterie dell'auto dopo un numero di anni frena non pochi potenziali clienti.
Sempre Tesla inoltre ha pensato a diversi sistemi per salvaguardare la durata delle sue batterie, rilasciando di recente un aggiornamento software in grado di portare benefici sul lungo periodo ma svantaggi nell'immediato - come la perdita di parte dell'autonomia standard. Su una batteria da 85 kWh, ad esempio, la perdita dopo l'aggiornamento in questione (firmware 82019.16.1 e 2019.16.2) è stata stimata fra i 20 e i 50 km, tutti dettagli che non aiutano certo il pubblico a tranquillizzarsi rispetto ai mezzi a zero emissioni.
Il settore cambierà passo soltanto con l'introduzione delle batterie a stato solido, che possono essere meno costose delle sorelle maggiori al litio, più leggere e rendere completamente inutile il raffreddamento a liquido - andando così ad aumentare sicurezza, autonomia e distribuzione dei pesi nelle auto elettriche.
Ricordiamo infatti che le batterie in questione attualmente in sviluppo prevedono una struttura in grafene (che comunque non è l'unica possibile), permettono tempi di caricamento più rapidi degli ioni di litio e una maggiore densità di energia in meno volume, tutte caratteristiche che nella pratica dovrebbero assicurare autonomie più ampie (fino a 1.000 km con una carica) a parità di peso. Il tutto senza pericolo di surriscaldamenti o esplosioni, dunque con un'affidabilità aumentata.
Bisogna però munirsi di tanta pazienza: come abbiamo visto, i produttori hanno scorte di batterie al litio per almeno 5 anni, inoltre è possibile che i modelli più economici - sotto i 25.000 euro - montino questi accumulatori "chimici" per almeno altri 10-15 anni per abbattere i costi e rimanere competitivi. Come spesso accade, siamo nel bel mezzo di un'era di passaggio, piena di pregiudizi e speranze; bisogna soltanto scegliere se vedere il bicchiere mezzo pieno o mezzo vuoto.
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