Solo 15 minuti per passare dallo 0% all’80%: queste le notevoli prestazioni di ricarica della batteria al litio annunciata dalla start-up statunitense QuantumScape. Gli accumulatori al litio con anodo metallico potrebbero segnare un traguardo con importanti applicazioni nel mondo della mobilità elettrica e delle vetture
Come anticipato, la ricerca sulle batterie allo stato solido (SSB) sta ricevendo molta attenzione dal mondo accademico e d’impresa, incentivata dagli investimenti, da parte dei produttori, su start-up come QuantumScape.
Celle litio-metallo: la tecnologia di QuantumScape
Le batterie allo stato solido, a differenza di quelle agli ioni di litio di più ampia diffusione in commercio, possono potenzialmente immagazzinare una quantità di energia maggiore in termini di peso e volume. Ma l’utilizzo di un elettrolita solido (rispetto alla tradizionale soluzione liquida) ha finora presentato alcuni problemi, tra cui una carica che scende rapidamente, a fronte di un più lento caricamento, insieme ad alcune criticità sul fronte della temperatura e della sicurezza.
Ad oggi, insomma, mancano batterie solide al litio metallico che possano essere affidabili per le vetture elettriche, o almeno sino all’annuncio di QuantumScape, società pubblica americana fondata nel 2010 e specializzata in questa tipologia di accumulatori allo stato solido su cui hanno investito anche il Gruppo Volkswagen, che nel 2018 è diventato il maggiore azionista con 100 milioni di dollari investiti (poi saliti a 200 milioni due anni dopo), e Bill Gates.
Nel dettaglio, vengono sfruttati gli anodi di litio-metallo che consentono un mantenimento dell’80% della capacità dopo 800 cicli di ricarica rapida consecutivi, consentendo potenzialmente un’autonomia notevole rispetto all’attuale capacità dei veicoli elettrici (circa 386mila km). La nuova batteria immagazzina 1 kWh/l, all’incirca quattro volte tanto rispetto al modello che alimenta la Tesla Model 3, con un peso di 380-500 Wh/kg rispetto ai pacchetti Tesla da 260 Wh/kg.
Una potenziale rivoluzione
Secondo il dottor Stanley Whittingham, co-inventore della batteria agli ioni di litio e vincitore del Premio Nobel per la Chimica 2019, “la parte più difficile della realizzazione di una batteria a stato solido funzionante è la necessità di soddisfare contemporaneamente i requisiti di alta densità di energia, ricarica rapida, ciclo di vita ed ampio intervallo di temperature di esercizio. Questi dati mostrano che le celle QuantumScape soddisfano tutti questi requisiti, qualcosa che non è mai stato raggiunto prima. Se QuantumScape può portare questa tecnologia alla produzione su larga scala, ha il potenziale per rivoluzionare il settore”.
L’altro obiettivo ambizioso di queste batterie multistrato è la possibilità di evitare la formazione di dendriti durante la ricarica rapida, ovvero gli aggregati con terminazioni aghiformi che possono crescere nelle batterie al litio sino a perforarne la struttura del separatore interno, causando notevoli danni. Un aspetto critico che mina il mercato delle batterie al litio metallico e che può avere risvolti indiretti anche su quello delle auto elettriche.
QuantumScape nel settembre del 2020 ha avviato la fusione con la società Kensington Capital Acquisition, ricevendo così un finanziamento pari ad un miliardo di dollari, inclusi fondi di Volkswagen e della Qatar Investment Authority, ed ottenendo inoltre la quotazione alla Borsa di New York. A novembre 2020 si è completata l’acquisizione, con la formazione di capitali per la produzione in serie di batterie.
