I veicoli elettrici sono nuovi, divertenti e in rapida evoluzione. E mentre stiamo assistendo a importanti miglioramenti in termini di velocità di ricarica e chilometraggio, c'è ancora molta strada da fare. Uno dei progressi più entusiasmanti sono le batterie a stato solido, e ne sentirai parlare molto nel prossimo futuro.
Vedi, i veicoli elettrici di oggi sono alimentati dalle batterie agli ioni di litio, il stesso tipo di batteria all'interno dei nostri smartphone, laptop e tablet. Non c'è niente di sbagliato in questo, ma le celle a stato solido promettono un futuro migliore.
Con questo in mente, qui spiegheremo un po' le batterie dei veicoli elettrici a stato solido e come si differenziano dalle attuali celle agli ioni di litio in una Tesla o F-150 Lightning?
Sommario
Stato solido e ioni di litio: qual è la differenza?
Vantaggi delle batterie allo stato solido nei veicoli elettrici
Quando potremmo vedere le batterie allo stato solido nei veicoli elettrici?
Pensieri finali
Stato solido e ioni di litio: qual è la differenza?
Grigvovan/Shutterstock.comLe batterie agli ioni di litio utilizzano un elettrolita liquido che consente il flusso di energia tra il catodo e il lato anodo durante la carica e quando una batteria è in uso. Questo liquido (o talvolta un gel) stabilizza anche le superfici, prolunga la durata della vita ed è un miglioramento rispetto alla vecchia tecnologia delle batterie.
Gli ioni all'interno di una batteria passano da un lato all'altro durante l'uso e tornano indietro durante la carica, consumandosi nel tempo. La soluzione elettrolitica aiuta a migliorare il processo, rallenta la degradazione e migliora la durata della vita.
Tuttavia, le attuali batterie agli ioni di litio sono infiammabili, hanno un intervallo di tensione limitato e iniziano a perdere prestazioni nel tempo. Simile al modo in cui il tuo telefono non mantiene una carica così come faceva quando lo hai acquistato per la prima volta. Sono anche pesanti e non molto densi di energia.
RELAZIONATOLe vecchie batterie per veicoli elettrici possono essere riciclate?
La tecnologia della batteria a stato solido promette di risolvere la maggior parte di questi punti dolenti. Sebbene una batteria a stato solido funzioni in modo molto simile agli ioni di litio, utilizza un materiale solido invece dei liquidi o dei gel nei prodotti attuali. Quel materiale solido può essere qualsiasi cosa, da ceramica, polimeri o solfiti.
Rimuovendo l'elettrolito liquido infiammabile, le batterie allo stato solido hanno meno parti mobili e sono più stabili, compatte, leggere e sicure. Sono anche costose e difficili da produrre, motivo per cui non le vediamo già nei veicoli.
Le batterie allo stato solido non sono nuove e in genere vengono utilizzate solo in piccoli dispositivi elettrici, come pacemaker e apparecchiature mediche, e la maggior parte non sono ricaricabili. Potrebbe essere sul punto di cambiare?
Vantaggi della batteria a stato solido nei veicoli elettrici
L'idea alla base delle batterie a stato solido nei veicoli elettrici è che saranno migliori sotto ogni aspetto. Ci sono meno parti mobili, nessun liquido in movimento e più compatto. Inoltre, non richiedono il raffreddamento degli ioni di litio, che ridurrà il peso migliorando la velocità di ricarica.
I produttori sperano che il passaggio allo stato solido possa migliorare la sicurezza e ridurre l'infiammabilità, ridurre le dimensioni delle celle della batteria, offrire maggiori capacità nello stesso spazio e migliorare le prestazioni. Ciò potrebbe fornire più potenza, auto a lungo raggio o veicoli più compatti e leggeri.
RELATII 7 camion elettrici più emozionanti che stanno “arrivando presto”
Una batteria a stato solido può teoricamente offrire una maggiore densità di energia, gamme di tensione più elevate per una ricarica sostanzialmente più rapida, più autonomia e prestazioni migliori. Inoltre, le stesse celle della batteria dureranno più a lungo.
Le batterie agli ioni di litio inizieranno a degradarsi e a perdere capacità di alimentazione dopo 1.000 cicli. Molte batterie allo stato solido attuali possono mantenere fino al 90% della capacità dopo oltre 5.000 cicli. Ciò significa che i veicoli elettrici dureranno ancora più a lungo.
Immagina di avere un nuovo F-150 Lightning che si carica più velocemente, va oltre, pesa meno, è più efficiente, ha una durata maggiore e offre prestazioni migliori. Questo è l'obiettivo con la tecnologia delle batterie allo stato solido.
Quando potremmo vedere le batterie allo stato solido nei veicoli elettrici?
PorscheSfortunatamente, la tecnologia e la produzione non sono ancora del tutto disponibili. Le batterie allo stato solido sono costose e complesse da produrre nelle dimensioni necessarie per un veicolo elettrico. Quindi, i produttori dovrebbero ampliare gli impianti di produzione per soddisfare la crescente domanda, che è un'altra sfida.
Di conseguenza, molti esperti suggeriscono che le batterie a stato solido per i veicoli elettrici non saranno affatto vicine pronto o prodotto in serie almeno fino al 2030. Secondo Forbes, abbiamo ancora molta strada da fare.
CORRELATIPuoi far ripartire una batteria per auto EV esaurita?
Le prime celle della batteria agli ioni di litio hanno dovuto affrontare ostacoli simili. Ma alla fine sono diventati più convenienti, più facili da produrre e ora sono ciò su cui fanno affidamento milioni di persone, dispositivi e automobili oggi. Nel tempo, l'idea è che le batterie allo stato solido seguiranno lo stesso percorso e diventeranno una valida alternativa.
In effetti, molti marchi automobilistici stanno lavorando duramente affinché questo diventi una realtà. Il gruppo Volkswagen è il maggior azionista di Quantumscape, una società che lavora sulla tecnologia delle batterie a stato solido, e abbiamo visto rapporti secondo cui Porsche vuole utilizzarli nei prossimi veicoli elettrici. Ford e BMW hanno stretto una partnership con Solid Power e molti altri stanno facendo lo stesso.
Mercedes-Benz sta lavorando a una tecnologia per batterie al litio-silicio che è più sicura, più densa di energia e quasi ogni casa automobilistica ha annunciato un piano per la nuova tecnologia delle batterie, la maggior parte delle quali si concentra sulle celle delle batterie a stato solido.
E mentre la Toyota si è compiaciuta dopo la Prius ed è rimasta indietro rispetto a gran parte della concorrenza nei veicoli elettrici, le batterie a stato solido potrebbero essere la sua grazia salvifica. Questo perché Toyota prevede di lanciare il suo primo veicolo ibrido elettrico a stato solido nel 2025 e ha investito miliardi nella tecnologia.
Toyota potrebbe essere la prima azienda a commercializzare batterie a stato solido per veicoli elettrici , dandogli un enorme vantaggio rispetto alla concorrenza.
Pensieri finali
Nel caso tu non l'abbia ancora notato , i veicoli elettrici sono il futuro. Stanno già eguagliando o superando i veicoli a gas in molti parametri, e questo è solo l'inizio. Il passaggio alle batterie a stato solido potrebbe aiutare a ridurre l'ansia da autonomia, migliorare le prestazioni, rendere la ricarica rapida come l'arresto per il gas e inaugurare una nuova generazione di veicoli elettrici.
Abbiamo ancora una lunga, lenta, tortuosa strada da percorrere, ma i progressi stanno certamente andando nella giusta direzione. In ogni caso, dovremo aspettare e vedere.