Il futuro è incerto: le batterie di nuova generazione potrebbero alleviare i problemi di autonomia?
Batterie a stato solido (SSB) sono destinate a rivoluzionare l'industria dei veicoli elettrici (VE), offrendo una soluzione promettente alle sfide della densità energetica e del ciclo di vita della batteria. Queste nuove batterie utilizzano un elettrolita solido invece di uno liquido, promettendo significativi vantaggi rispetto alle tradizionali batterie al litio-ion.
Nel 2021, il produttore cinese di VE NIO ha adottato una strategia SSB, con la sua controllata WeLion che ha consegnato le prime SSB quest'estate. Altre società che lavorano allo sviluppo delle batterie a stato solido includono Solid Power, Inc., una società con sede negli Stati Uniti che si concentra sui elettroliti solidi a base di solfuri principalmente per veicoli elettrici, e Ensurge Micropower ASA, che ha sviluppato microbatterie al litio ultra-sottili e flessibili a stato solido con collaborazioni che coinvolgono società del Fortune 500 e produttori di dispositivi medici.
Uno dei principali vantaggi delle SSB è la loro maggiore stabilità e sicurezza. Offrono un migliore utilizzo dello spazio, migliori prestazioni a basse temperature e si prevede che aumenteranno notevolmente l'autonomia dei VE. In effetti, le SSB sono previste per offrire il doppio della percorrenza con quasi la metà del prezzo rispetto alle batterie al litio-ion.
Il ciclo di vita delle SSB è molto più lungo rispetto a quello delle batterie al litio-ion, con alcune SSB che mostrano il potenziale di mantenere il 90% della capacità dopo 5.000 cicli. La tecnologia delle batterie semi-solide, come quella sviluppata da M24, presenta un elettrodo con un elettrolita liquido e uno senza.
Le case automobilistiche come Ford, BMW, Hyundai, Volkswagen e Nissan hanno investito o collaborato con società che sviluppano la tecnologia delle SSB. Toyota sta lavorando sulle SSB con Panasonic, con l'obiettivo di iniziare ad utilizzarle entro il 2027, offrendo un'autonomia fino a 900 miglia (1.440 km). Renault ha collaborato con Airbus per sviluppare SSB, con l'obiettivo di iniziare la produzione entro il 2030.
La società con sede negli Stati Uniti Factorial, sostenuta da Stellantis, Mercedes-Benz e Hyundai, ha presentato una batteria da 100 Ah con un elettrolita solido a base di polimeri al CES 2023, offrendo una densità energetica fino al 50% e ricevendo lo standard di sicurezza UN 38.3. CATL, il gigante cinese delle batterie, ha annunciato una batteria compatta ad aprile con una densità energetica di 500 Wh/kg, utilizzando un elettrolita gelatinoso a base di polimeri e programmata per la produzione di massa entro la fine del 2023.
Despite the promising advancements, there are still obstacles to overcome in the SSB development. Poor stability and high surface resistance are the main challenges. By 2026, the costly development process of SSBs may vary in the range of $400-$800 kWh.
With the arrival of SSBs, EV prices could be lowered by 25-50%, offering long-range EVs with a price tag of around $20,000 to $30,000. Over 60% of the vehicles sold globally are expected to be EVs by the early 2030s, with stronger batteries and widespread charging networks, signaling a solid adoption for SSBs.
SSBs using glass electrolytes can perform in temperatures as low as -20°C, making them ideal for cold climates. As the development and adoption of SSBs continue to progress, we can look forward to a future of more affordable, safer, and longer-lasting electric vehicles.
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