La rivoluzionaria tecnologia delle batterie per auto elettriche di cui non hai mai sentito parlare

Una maggiore durata, una maggiore autonomia e una maggiore sicurezza per le batterie dei veicoli elettrici sono quasi allettanti grazie a questi sviluppi

La tecnologia delle batterie sta avanzando rapidamente, con diverse caratteristiche chimiche delle celle e tecnologie di ricarica che potrebbero rivoluzionare i veicoli elettrici (EV) entro pochi anni.

Ecco una carrellata di alcune di queste tecnologie rivoluzionarie, dai nuovi materiali per le batterie alla robotica basata sull'intelligenza artificiale per uno smontaggio della batteria più sicuro e veloce.

La maggior parte delle moderne batterie per veicoli elettrici nel 2023 utilizzano la chimica delle celle agli ioni di litio, con design delle celle e mix di metalli variabili. Ma quasi tutti utilizzano un anodo di grafite, che è uno dei fattori che causa il degrado delle prestazioni della batteria agli ioni di litio nel tempo e nei cicli di ricarica.

Ora, gli anodi di silicio vengono considerati uno dei grandi progressi tecnici che potrebbero davvero migliorare la durata e le prestazioni della batteria. Gli anodi delle batterie al silicio sono stati sperimentati dagli anni '70. Ma le batterie al litio-silicio hanno fatto enormi passi avanti negli ultimi anni poiché è diventato sempre più fondamentale migliorare la velocità di ricarica delle batterie, la longevità delle prestazioni e la densità energetica delle celle.

Vale la pena chiarire che le batterie al litio-silicio (come stanno diventando note) sono una sottomarca degli ioni di litio e quindi fanno ancora affidamento su metalli difficili da reperire come cobalto e nichel, ma il materiale dell'anodo di silicio può trasformare il velocità di ricarica e longevità della batteria.

StoreDot ha sede in Israele ed è all'apice dello sviluppo di anodi di silicio da oltre 10 anni, beneficiando di legami sostanziali con Daimler e Volvo. Recentemente ha fatto un passo avanti con la sua batteria al litio-silicio "100 in 5", che è in grado di caricarsi a 100 miglia per cinque minuti di tempo di ricarica (o 10-80% in circa 10 minuti per una batteria da 75 kWh) ma ha anche dimostrato avere un'ottima longevità.

I test hanno dimostrato che la batteria di StoreDot può essere caricata in modo ultrarapido dal 10 all'80% con un caricabatterie da 350 kW, prima di essere scaricata rapidamente per un'ora prima di un'altra carica ultrarapida e così via per 1.000 volte prima che la batteria raggiunga le prestazioni migliori. si degrada fino all'80% rispetto a quando era nuovo, mostrando una longevità molto maggiore in condizioni di carica così estreme rispetto a un tradizionale anodo di grafite.

"Eravamo davvero entusiasti di ricevere i campioni di batterie 100 in 5 ai nostri partner", mi ha detto Doron Myersdorf, CEO di StoreDot. "Questa [la batteria 100-in-5] è qualcosa che in precedenza era considerato impossibile da realizzare.

"Tutti gli esperti che ci hanno visitato molti anni fa e ci hanno detto che questa batteria a ricarica estremamente rapida non può essere eseguita a causa della resistenza, del calore, ecc. Eppure siamo riusciti a creare una batteria che ha molta meno resistenza e può caricarsi in modo molto sicuro, ripetutamente, per 100 miglia di autonomia in meno di cinque minuti."

Come con qualsiasi tecnologia, ci sono degli svantaggi nel silicio, che è soggetto a una grande espansione di volume se riscaldato durante la ricarica. Myersdorf ha descritto come la batteria 100-in-5 "utilizza una struttura tridimensionale in carbonio, quasi come una spugna, che ha silicio incorporato nei canali. Quando gli ioni entrano in questi canali durante la ricarica, gonfiano le nanoparticelle di silicio ma non si gonfia al di fuori della struttura 3D. In questo modo utilizziamo in sicurezza il silicio senza pagare lo scotto dell'espansione."

Aspettatevi di vedere questa nuova tecnologia delle batterie al silicio nel mercato dei veicoli elettrici premium entro i prossimi due anni.

Pochi sanno che le batterie senza cobalto sono già in uso, e sono diffuse in gran numero da molti anni, nel settore dei veicoli commerciali. Ora, con il progresso delle batterie al litio-ferro fosfato (LFP) prive di cobalto, diventeranno anche una caratteristica gradita dei veicoli elettrici per passeggeri e sono già ampiamente utilizzate da Tesla, MG e BYD.

La tecnologia LFP esiste da molti anni, ma il fatto che non potesse contenere la stessa energia delle batterie agli ioni di litio ha fatto sì che la maggior parte dei produttori si concentrasse su questo, diventando la norma.

Ma in Cina, lo sviluppo delle batterie LFP è continuato negli ultimi decenni e ora vengono utilizzate in quasi la metà dei veicoli elettrici venduti nel paese. I produttori cinesi BYD e SAIC (che possiede il marchio MG), e Tesla nel suo modello 3 di gamma standard, offrono tutti batterie LFP con un potenziale di autonomia simile alle batterie agli ioni di litio, quindi aspettatevi di vedere molte più batterie LFP in futuro.