Ecco come evolveranno nei prossimi anni le batterie per auto elettriche. Facciamo il punto sulle principali innovazioni allo studio e che verranno, e che puntano a migliorare la densità energetica, l’efficienza ed abbattere i costi
I progressi nella mobilità avanzata e sostenibile spingono e sono spinti in un circolo virtuoso anche dalle innovazioni con le batterie. Accumulatori e celle più efficienti sono necessari vista la domanda sempre più in crescita, trainata dall’ascesa dei veicoli elettrici. Al tempo stesso, questi dispositivi devono garantire la piena sostenibilità e consentire l’ottimizzazione dell’energia fornita.
Batterie quindi che durano di più, con migliore densità energetica (tradotto, la quantità di energia per unità di volume o massa: il Sacro Graal sono accumulatori più piccoli ma con un valore di densità più alto, e quindi maggiore autonomia dei veicoli) e non impattanti, con la possibilità di poterle eventualmente riciclare e riutilizzare.
Batterie auto elettriche, la domanda salirà sopra i 4 GWh nel corso del decennio
Secondo un rapporto dello scorso gennaio di McKinsey&Co dal titolo Battery 2030: Resilient, sustainable, and circular, la domanda globale di batterie agli ioni di litio passerà dai 700 GWh del 2022 a circa 4,7 TWh nel 2030. Un progresso inarrestabile, con la richiesta legata ai veicoli elettrici a recitare un ruolo di primo piano.
Si stima infatti che nel prossimo decennio la domanda energetica sarà di circa 4,3 GWh. Questo per via dei cambiamenti nel settore dei trasporti privati e non, spinti anche dalle politiche di incentivo agli EV e di disincentivo dei mezzi con motori tradizionali previsti dall’UE e dagli Stati Uniti, ad esempio. Senza dimenticare, però, il ruolo cruciale e ad oggi predominante che già ora sta svolgendo la Cina nello spingere l’industria e la domanda di vetture elettriche.
In tutto ciò, le batterie hanno una importanza cruciale nei cambiamenti della mobilità. E non solo, diventano pure terreno di scontro geopolitico tra una Cina che detiene per ora il monopolio nella produzione e nelle lavorazione dei metalli alla base degli accumulatori ed il resto del mondo, segnatamente USA ed Europa.
Dalle batterie agli ioni di litio a quelle a stato solido
E intanto assistiamo ad un aumento della domanda delle batterie attualmente stato dell’arte, ovvero quelle agli ioni di litio. Rappresentano la forma comune di alimentazione delle BEV, e che potrebbero essere soggette ad ulteriori innovazioni legate ad esempio alla loro densità energetica e alle loro prestazioni, anche in termini di sicurezza.
Accanto ad esse però si profilano nuovi tipi di batterie. Pensiamo ad esempio a quelle a stato solido, che sono diventate il cavallo di battaglia di colossi automobilistici come Toyota. Quest’ultima punta su una tecnologia del genere per recuperare il terreno perduto nel mercato delle auto elettriche, su cui si è mossa con un certo ritardo. E dettare inoltre le regole del gioco con una batteria proprietaria tale da consentirle minori costi di produzione e una posizione di vantaggio rispetto ai concorrenti.
Si tratta di batterie che, ricordiamo, sfruttano elettroliti solidi, presentano una maggiore densità energetica e una notevole evoluzione in termini di sicurezza ed efficienza.
Batterie auto elettriche, le altre innovazioni: il litio-zolfo e gli anodi di silicio
Il panorama delle innovazioni comprende poi gli accumulatori litio-zolfo, con progetti in fase di avanzamento anche in Italia. In questo caso si sfrutta un elemento presente in grandi quantità nel sottosuolo del pianeta, abbattendo così i costi finali. Non è però soltanto una questione economica. Questa combinazione tra litio e zolfo pare possa consentire una maggiore densità energetica.
Tra gli studi nel campo delle batterie, quelli relative agli anodi di silicio, che abbiamo approfondito in precedenza. In questo caso il silicio sostituisce la grafite, su cui il maggiore esportatore al mondo, ovvero la Cina, ha operato nei mesi scorsi una stretta.
Il riciclo e le tecnologie Vehicle-To-Grid
Non parliamo comunque di soluzioni perfette, visto che possono esserci dei contro, ma in genere queste innovazioni promettono un passo avanti in termini di autonomia dei veicoli. Ciò significa che il focus è principalmente sull’aumento della densità energetica. E a proposito di longevità, un’altra opzione per ottimizzare le batterie è il riciclo. Un settore sempre più in espansione e che riguarda sempre più aziende e start-up, anche in Italia. E tutto questo mentre aumentano gli investimenti anche in termini infrastrutturali legati ad esempio alle stazioni di ricariche, e le soluzioni legate alla rete (Vehicle-To-Grid).
Tornando al discorso della densità energetica, i progressi in questo campo anche grazie alle innovazioni che abbiamo visto saranno utili per avere batterie meno pesanti e meno costose (anche perché il loro prezzo influisce sino al 70% su quello del veicolo). E competere ulteriormente con i tradizionali carburanti, come benzina e gasolio che hanno sì un minor peso, ma un tasso di efficienza minore rispetto alle batterie elettriche in quanto gran parte della loro energia viene dissipata e trasformata in calore. Per capirci, la benzina ha un’efficienza energetica pari al 40% circa, e il gasolio si attesta sul 45%. Il motore elettrico invece ha un valore che va oltre il 90%.
