Nell’orizzonte della mobilità elettrica si fa, da tempo, un gran parlare di nuove tecnologie e soluzioni per rendere ancora più brillante questo modo di muoversi in auto. Tra queste, la prima che spicca per importanza, perché intrisa di speranze per far compiere un deciso passo in avanti alle macchine alla spina, è la batteria a stato solido. Da parte di moltissimi costruttori gli studi e le analisi procedono a spron battuto, tra questi e in prima linea troviamo il Gruppo Volkswagen, che da dieci anni lavora a braccetto con QuantumScape, startup americana molto attiva in questo campo così determinante per il futuro della mobilità.
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Gli ultimi passi in avanti
La QuantumScape ha ultimato le prove di resistenza sulle proprie celle a stato solido, effettuando con brillante soddisfazione oltre mille cicli di ricarica, al termine dei quali hanno conservato il 95% della capacità nominale. I test si sono svolti nei laboratori di PowerCo, la battery company del Gruppo Volkswagen. Gli obiettivi basilari del settore, in questa delicata fase di sviluppo, pongono una perdita massima del 20% dopo 700 cicli di ricarica. Un target che le celle di QuantumScape hanno oltrepassato in maniera determinante.
Un veicolo elettrico con un’autonomia di 500-600 km nel ciclo di omologazione Wltp, con accumulatori di questo genere, potrebbe durare per almeno mezzo milione di chilometri senza innescare perdite evidenti nell’autonomia. Le batterie dell’azienda a stelle e strisce hanno passato anche i test di ricarica rapida, sicurezza e autoscarica.
Al vaglio la produzione di serie
La cella allo stato solido provata da PowerCo è composta da 24 strati, ed è aderente a quella che dovrà essere prodotta in serie. Gli ulteriori passi in avanti prevedono il perfezionamento dei processi produttivi su larga scala per l’introduzione finale sul mercato: “C’è ancora molto lavoro da fare per portare questa tecnologia sul mercato“, spiega Jagdeep Singh, fondatore e Ceo della startup americana. “Tuttavia, al momento non siamo a conoscenza di nessun’altra batteria al litio-metallo per l’automotive che abbia mostrato una così elevata ritenzione dell’energia di scarica su un numero di cicli paragonabile e in condizioni simili“.
Batterie a stato solido, come sono composte
Le batterie allo stato solido differiscono dall’odierna tecnologia agli ioni di litio soprattutto per l’elettrolita. Diversi materiali vengono provati come potenziali elettroliti solidi, tra i quali polimeri, ossidi e solfuri. Uno dei vantaggi, oltre alla sicurezza in più del dispositivo, è il raddoppio dell’autonomia per una frazione dei costi. La maggior parte degli elettroliti liquidi, infatti, è infiammabile e per evitare brutti problemi è necessario aggiungere una lista di sistemi di sicurezza, onde evitare di caricare e scaricare integralmente la batteria, con uno spreco importante di capacità.
Tutto ciò aggiunge peso e costi, che si evitano nello stato solido. Oltre alla sostituzione dell’elettrolita, questa tecnologia permetterebbe un altro sviluppo significativo: gli anodi metallici di litio. La sostituzione della grafite usata negli attuali anodi aiuterebbe a raddoppiare l’autonomia. Le batterie allo stato solido, tuttavia, devono superare difficoltà importanti, come la formazione di dendriti, incrostazioni che possono portare alla rottura del dispositivo. Un’altra sfida è mantenere un contatto stabile tra materiali solidi. Tra l’altro, non proprio in sordina, si affacciano anche altre tecnologie, come le batterie agli ioni di sodio. Gli sviluppi proseguono e ogni giorno viene compiuto un piccolo passo in avanti.
