Le batterie per auto elettriche sono una delle tecnologie più importanti e innovative dell’industria automobilistica e rappresentano una delle chiavi per la transizione verso la mobilità elettrica. La scelta che operano i produttori nello scegliere una determinata tecnologia delle batterie è un fattore cruciale per le prestazioni, l’efficienza e la sostenibilità delle auto elettriche.
Esistono diverse tipologie di batterie, ognuna con caratteristiche specifiche in termini di densità energetica, potenza, durata, sicurezza e costi. La scelta della tecnologia delle batterie da parte delle case automobilistiche dipende da diversi fattori, come la migliore compatibilità con la vetture, le esigenze dell’utente finale, il costo e la disponibilità dei materiali.
La ricerca tecnologica in questo ambito corre come non mai e rappresenta una sfida e un’opportunità per l’industria automobilistica e per la società nel suo insieme, nella realizzazione di una mobilità sempre più elettrica.
Ma quali tipologie di batterie per auto elettriche esistono oggi? Andiamo a scoprirlo.
Batterie al piombo
Le batterie al piombo sono state utilizzate in passato nelle auto elettriche, ma sono state gradualmente sostituite da tecnologie di batterie più avanzate. Le batterie al piombo hanno una densità di energia relativamente bassa rispetto alle batterie moderne, il che significa che limitano notevolmente l’autonomia dell’auto elettrica.
Inoltre, hanno una vita utile breve e richiedono molto tempo per essere ricaricate. Per questi motivi, le batterie al piombo sono state sostituite da tecnologie di batterie più avanzate, come le batterie agli ioni di litio.
Tuttavia, alcune applicazioni speciali, come ad esempio i veicoli per il golf, i carrelli elevatori e le barche, continuano ad utilizzare le batterie al piombo.
Batterie al nichel-metallo idruro
Le batterie al nichel-metallo idruro (NiMH) sono state utilizzate in alcune auto elettriche nel passato, ma sono state in gran parte sostituite dalle batterie agli ioni di litio.
Le batterie NiMH hanno una densità di energia leggermente superiore rispetto alle batterie al piombo, ma più bassa rispetto alle batterie agli ioni di litio. Inoltre, sono meno efficienti rispetto a quest’ultime e hanno una vita utile più breve.
Batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) sono attualmente la tecnologia di batterie più diffusa nelle auto elettriche. Le batterie Li-ion hanno una densità di energia elevata, il che significa che possono immagazzinare una grande quantità di energia in uno spazio relativamente piccolo.
Ciò le rende particolarmente adatte per le auto elettriche, dove lo spazio è limitato. Inoltre, le batterie Li-ion hanno un’elevata efficienza, il che significa che possono immagazzinare e rilasciare energia con una bassa perdita di energia sotto forma di calore. Ciò le rende adatte per applicazioni in cui l’efficienza energetica è importante, proprio come le auto elettriche. Tuttavia, le batterie Li-ion sono sensibili alla temperatura e ai danni meccanici, il che può influire sulla loro efficienza.
Batterie al litio ferro fosfato
Le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4) sono una tecnologia di batterie relativamente nuova, ma stanno diventando sempre più diffuse nelle auto elettriche. Le batterie LiFePO4 hanno una densità di energia inferiore rispetto alle batterie Li-ion, ma hanno una maggiore durata e sono meno soggette a problemi di sicurezza.
Inoltre, le batterie LiFePO4 sono meno sensibili alla temperatura rispetto alle batterie Li-ion, il che le rende particolarmente adatte per le auto elettriche che devono funzionare in condizioni climatiche estreme. Tuttavia, tali batterie sono più pesanti e meno efficienti rispetto alle batterie Li-ion.
Batterie al litio-metallo
Le batterie al litio-metallo (Li-Metal) sono una tecnologia di batterie in via di sviluppo che potrebbe superare le batterie agli ioni di litio in termini di densità di energia. Le batterie Li-Metal utilizzano un anodo di litio metallico al posto dell’anodo di grafite utilizzato nelle batterie agli ioni di litio.
Ciò significa che le batterie Li-Metal possono immagazzinare più energia in un volume più piccolo rispetto alle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, le batterie Li-Metal sono ancora in fase di sviluppo e non sono ancora state utilizzate in modo diffuso nelle auto elettriche.
Batteria al litio-zolfo
Le batterie al litio-zolfo (Li-S) sono un’altra tecnologia di batterie in via di sviluppo che potrebbe superare le batterie agli ioni di litio in termini di densità di energia. Le batterie Li-S utilizzano uno zolfo al posto del cobalto, del nichel e del manganese utilizzati nelle batterie agli ioni di litio.
In altre parole, le batterie Li-S possono immagazzinare più energia in uno spazio più piccolo rispetto alle batterie agli ioni di litio. Inoltre, le batterie Li-S sono meno costose da produrre rispetto alle batterie agli ioni di litio e sono meno soggette ai problemi di sicurezza associati alle batterie Li-ion. Tuttavia, le batterie Li-S sono ancora in fase di sviluppo e non sono ancora state utilizzate in modo diffuso nelle auto elettriche.
Batterie agli ioni di sodio
Le batterie agli ioni di sodio (Na-ion) sono una tecnologia di batterie ancora in fase di sviluppo, ma che potrebbe rappresentare una valida alternativa alle batterie agli ioni di litio. Le batterie Na-ion utilizzano il sodio al posto del litio come materiale attivo per l’elettrodo.
Ciò significa che le batterie Na-ion sono meno costose da produrre rispetto alle batterie agli ioni di litio, essendo il sodio un materiale abbondante e disponibile a livello globale. Tuttavia, le batterie Na-ion hanno una densità di energia inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio e sono ancora in fase di sviluppo.
In definitiva, ad oggi le batterie agli ioni di litio sono sicuramente la tecnologia di batterie più diffusa nelle auto elettriche, grazie alla loro elevata densità di energia e all’efficienza energetica.
Tuttavia, altre tecnologie di batterie, come le batterie al litio ferro fosfato, le batterie al litio-zolfo e le batterie agli ioni di sodio, stanno emergendo come possibili alternative, offrendo vantaggi come una maggiore durata, una maggiore sicurezza e un costo inferiore.
Oltre alle tecnologie che abbiamo presentato, quotidianamente vengono annunciati nuovi brevetti nell’ambito delle batterie per le auto elettriche del futuro, ma solo la prova del tempo ci dirà se potranno sostenere una produzione in serie.
(Fonte: Global EV Outlook 2023, Trends in batteries, 2023)
