Le batterie degli EV stanno per ottenere un aggiornamento molto necessario

L’autonomia non è più un problema per la maggior parte delle auto elettriche. Ma come per le auto ICE, non è necessariamente la dimensione del serbatoio, ma quanto è facile ottenere il carburante. Con le EV, il problema non è la dimensione della batteria, ma la velocità di ricarica e la longevità della batteria. Fortunatamente, ci sono alcuni nuovi sviluppi che possono risolvere alcuni di questi mal di testa della batteria EV.

Batterie EV a stato solido di Toyota

Un modo semplice per aggirare l’ansia da autonomia è rendere più diffuse le stazioni di ricarica rapida (e i caricatori domestici). Ma questo richiede tempo e massicci investimenti in infrastrutture. E anche allora, spiega la Battery University, le batterie agli ioni di litio possono sopportare solo tanti cicli di ricarica rapida prima di iniziare a degradarsi. Toyota, però, potrebbe avere una soluzione per questo, riporta Autoblog.

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Le batterie agli ioni di litio si basano su un elettrolita liquido per trasportare ioni ed elettroni per fornire energia. Ma questo elettrolita, spiegano The Verge e NewAtlas, è infiammabile e potenzialmente esplosivo, soprattutto se la batteria stessa è vecchia o danneggiata. È anche corrosivo se curato in modo improprio, spiega l’Handbook of Advanced Ceramics.

La risposta di Toyota è sostituire il liquido nelle batterie delle auto elettriche con un solido, creando una batteria allo stato solido. Una batteria EV allo stato solido, spiega Automotive News, sarebbe più leggera e più sicura di una agli ioni di litio. Durerebbe anche più a lungo e si caricherebbe molto più velocemente. Il tempo di ricarica per un veicolo come la Honda E potrebbe scendere da 30 minuti a meno di 15.

Tuttavia, il design a stato solido non è l’unica cosa che Toyota sta studiando con i suoi prototipi di batterie per auto elettriche. La casa automobilistica giapponese sta anche investendo in una nuova chimica di batteria EV: il litio-zolfo. Le batterie Li-S sono più dense di energia di quelle Li-ion, e i loro materiali costano meno. Evitano anche di usare un materiale estremamente problematico: il cobalto.

Alcune altre aziende di EV e batterie, però, stanno affrontando il problema da un’altra angolazione.

Togliere il cobalto dalle batterie per auto elettriche

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Anche se le batterie Li-ion sono costruite intorno al litio, hanno bisogno di cobalto e grafite per i loro elettrodi, riporta Chemical & Engineering News. Il cobalto è il più grande fattore dietro i prezzi delle batterie EV, riporta la NBC, e la domanda sta superando l’offerta.

Peggio ancora, una parte significativa del cobalto del mondo è estratto da minatori orribilmente sottopagati e sovraccarichi di lavoro nella Repubblica Democratica del Congo. E questo include i bambini.

Molti grandi fornitori di batterie hanno già eliminato il cobalto estratto dal lavoro minorile. Tesla e Panasonic, però, stanno facendo un passo avanti, riporta InsideEVs. Panasonic è il principale fornitore di batterie di Tesla, e attualmente produce batterie EV al nichel-cobalto-alluminio, riferisce TechCrunch. Tuttavia, sostiene di utilizzare meno del 2% della fornitura globale di cobalto nelle sue batterie. Sostiene inoltre che le sue batterie saranno prive di cobalto entro il 2023.

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Tesla ha anche collaborato con l’azienda cinese CATL, riferisce Reuters, per sviluppare batterie al litio ferro fosfato. Le batterie LFP (‘F’ per ‘Fe,’ o ferro) non sono così dense di energia come quelle Li-ion, riferisce Epec Engineered Technologies. Tuttavia, non solo non usano cobalto, ma sono più stabili e durature. Ma la nuova chimica potrebbe non essere strettamente necessaria.

InsideEVs riferisce che diversi scienziati della University of Texas at Austin hanno sviluppato una batteria Li-ion per auto elettriche che non usa cobalto. Ma usa metalli già presenti nelle batterie Li-ion: nichel, alluminio e manganese. La nuova chimica non ha meno in efficienza di carica o durata, riferisce Green Car Congress. E secondo il rapporto pubblicato su Advanced Materials, ha “scalabilità di sintesi immediata”.

Quanto presto questi aggiornamenti arriveranno ai consumatori?

Tagliare il cobalto dalle batterie EV ha un altro potenziale vantaggio: rendere gli EV economici come le auto ICE. Secondo Forbes, abbassare il costo della batteria di un’auto elettrica a $100/kWh eliminerebbe virtualmente questa disparità di prezzo.

Al momento della scrittura, il costo è di circa $147/kWh. Dato che il cobalto è il 10%-30% del costo di una batteria agli ioni di litio, riferisce il Green Car Congress, eliminandolo si potrebbe scendere a circa $110-$120. Tuttavia, le batterie LFP potrebbero teoricamente raggiungere $100/kWh entro il 2024, riporta Forbes, e $61/kWh entro il 2030. Ma questo richiede ancora di ottenere una versione commerciale e funzionante. E lo stesso vale per la batteria dell’Università del Texas. Anche se in questo caso, i ricercatori dietro di esso hanno già formato una società per commercializzarlo: TexPower.

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Dove si inserisce la batteria a stato solido per auto elettriche di Toyota? Al momento, la casa automobilistica sta lavorando per superare la tendenza delle batterie Li-S a deformarsi nel tempo. Inoltre, fare una batteria Li-S EV richiede un ambiente attentamente controllato a bassissima umidità. I primi prototipi funzionanti non saranno rivelati prima del 2025. E anche allora, ci vorranno alcuni anni per il prezzo a scendere, a causa del basso volume di produzione.

Ma tutti questi sviluppi sono ancora un passo verso rendere EV più accessibile e raggiungibile per tutti.

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