La batteria di un'auto elettrica può durare 8 anni? I trucchi del mestiere

I produttori di auto elettriche vantano batterie dalla durata di 8-10 anni, com'è possibile con le attuali tecnologie agli ioni di litio?

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Fra qualche anno i veicoli elettrici domineranno il mercato, la piega presa dall'intera industria mondiale è del resto alquanto chiara - e persino Harley-Davidson, storico produttore di motociclette americano, ha lanciato una nuova linea di due ruote elettriche. Questi veicoli del futuro sono però ancora avvolti da diversi dubbi e misteri, soprattutto a proposito delle loro batterie, l'incognita che frena l'entusiasmo di molti acquirenti.
A oggi, sono diverse le tecnologie in sviluppo che mirano a migliorare peso, efficienza energetica (e quindi autonomia) e durata nel tempo, si tratta però di progetti di poco oltre lo stato embrionale, non ancora pronti alla produzione di massa; acquistare oggi un'auto o una moto elettrica significa dunque accettare le regole degli ioni di litio, che negli anni si sono insidiati nei nostri smartphone e in tutti i dispostivi elettronici di largo consumo - dai tablet alle macchine fotografiche, passando per le console di gioco portatili.
Batterie dalla chimica alquanto economica, soggette a deteriorarsi con il tempo e con i cicli di ricarica. La batteria di uno smartphone può conservare, ad esempio, buona parte della sua carica fino ai 600 cicli completi, cosa che in termini pratici significa all'incirca 2 anni/2 anni e mezzo di utilizzo; i produttori auto invece garantiscono una batteria anche fino a 8-10 anni, com'è possibile questo?

I trucchi del mestiere

Prima di continuare, sfatiamo un paio di miti comuni sulle batterie agli ioni di litio. Se qualcuno vi consiglia di caricare la batteria soltanto quando lo smartphone, sempre per esempio, vi avverte con l'avviso "Batteria scarica", ignorate senza troppi problemi. Fate lo stesso con chi consiglia di portare il telefono allo 0% assoluto per poi tornare al 100%: questo metodo non porta alcun beneficio, al contrario danneggia l'accumulatore. Le batterie agli ioni di litio odiano esaurire completamente la loro carica, al contrario collegare un caricabatterie quando l'energia residua è attorno al 40% o addirittura al 50% può essere cosa buona e giusta.
Quando si parla di cicli di ricarica, infatti, si intende cicli completi dallo 0% al 100%, questo significa che una qualsiasi batteria portata sempre dal 25% al 100% può mantenere l'85% della sua carica per circa 2.000 ricariche. Portare una batteria al 100% partendo dal 40/50% può portare le ricariche a 2.800 circa, si sale addirittura a 4.500 ricariche portando una batteria dal 25% all'85% e così via, sino ad arrivare a 12.000 ricariche tenendo l'energia residua fra il 65% e il 75% (un quadro ovviamente irreale, che usiamo solo a mo' di esempio). Prima di cambiare le vostre abitudini però, sappiate che a preservare le batterie di nuova generazione ci pensano già i produttori, grazie ai sistema di ricarica integrati in qualsiasi dispositivo.
Sul display noi vediamo dati che vanno dallo 0 al 100%, internamente però la carica è certamente diversa. Mentre noi vediamo l'indicatore dello smartphone (come dell'auto EV) fermo al 100%, internamente è possibile che il produttore abbia fermato la carica al 90% reale; stesso discorso vale per i valori di scarica, 1% visualizzato su schermo può equivalere al 10 o al 20% di carica reale, in sostanza i produttori ci dicono delle bugie a fin di bene, mirate per preservare la carica della batteria.

Un sistema che ricorda da vicino la classica "riserva" delle auto tradizionali: il cruscotto ci indica un serbatoio completamente vuoto per spingerci a far rifornimento, sappiamo bene però che abbiamo ancora "in canna" altri 60-70 km, se non di più. Grazie agli avanzati sistemi di gestione della carica presenti sulle auto EV, anche detti in inglese Battery Management Systems, un utente comune può non accorgersi del deterioramento di una batteria per diversi anni, anche per via della grande capacità di queste ultime.

Il voltaggio è nostro amico

I produttori hanno anche un altro "trucco" per preservare la carica delle batterie presenti sulle attuali auto elettriche: il voltaggio. Solitamente le celle presenti nelle batterie hanno un voltaggio di 3V o poco più (un iPhone XS arriva a 3.8V, ad esempio), che a piena capacità (100% nominale) sono in grado di ricaricare anche a 4.20V per circa 300-500 cicli. Man mano che la capacità totale scende, diminuisce anche il voltaggio di carica, aumentando così i cicli di ricarica possibili.
Materialmente, una batteria con capacità fra il 90 e il 95% porterà i V di ricarica a 4.15, affrontando così da 400 a 700 cicli senza scossoni. Una batteria con capacità residua fra il 60 e il 65% porterà i V di ricarica a 3.90, sempre per esempio, arrivando così a 4.000 cicli di ricarica senza grossi problemi.
Gli stessi produttori, come Tesla ad esempio, sconsigliano di utilizzare voltaggi superiori a 4.15V o inferiori a 3.00V, poiché le celle potrebbero subire uno stress eccessivo con rate differenti. Inoltre, sin dalle prime cariche, il marchio americano limita il voltaggio a 4.15, senza aspettare che la batteria perda il 5% e massimizzare così la sua durata sin da subito. La speranza è che le nuove tecnologie, le batterie a stato solido ad esempio, possano rendere tutti questi trucchi e sistemi antiquati quanto prima, per una vera rivoluzione elettrica di portata globale.