Come le nuove batterie potrebbero aiutare il tuo veicolo elettrico a ricaricarsi più velocemente

Un’azienda cinese di batterie vuole risolvere uno dei maggiori ostacoli a una più ampia adozione dei veicoli elettrici.

Il colosso cinese delle batterie CATL ha presentato la scorsa settimana una nuova batteria a ricarica rapida, che secondo l’azienda può aggiungere fino a 400 chilometri (circa 250 miglia) di autonomia in 10 minuti.

Si tratta di una ricarica più veloce praticamente di tutta la ricarica dei veicoli elettrici odierna, e CATL sostiene che le nuove celle, che prevede di produrre commercialmente entro la fine del 2023, “apriranno un’era di ricarica superveloce dei veicoli elettrici”. Cioè, se il prodotto finito è in grado di soddisfare le promesse dell’azienda in termini di capacità, durata e costi della batteria.

Due terzi delle vendite di nuovi veicoli negli Stati Uniti potrebbero essere veicoli elettrici entro il 2032, e avremo bisogno di milioni di nuovi caricabatterie per alimentarli tutti.

I veicoli elettrici rappresentano una quota crescente delle vendite globali di nuovi veicoli: il 14% nel 2022. Ma molti conducenti sono ancora preoccupati per l’autonomia limitata dell’attuale tecnologia delle batterie e sono scoraggiati dalla necessità di fermarsi per ricaricare per più di mezz’ora. anche nelle stazioni di ricarica rapida. L’innovazione nei materiali delle batterie, se abbinata ai progressi nelle infrastrutture di ricarica, potrebbe aiutare a imitare la comodità delle auto a gas e incoraggiare l’adozione dei veicoli elettrici.

CATL, il cui nome è l'acronimo di Contemporary Amperex Technology Co. Limited, è il più grande produttore mondiale di batterie per veicoli elettrici. L'azienda fornisce celle alle principali case automobilistiche come Tesla, Mercedes e Volkswagen.

L'annuncio della scorsa settimana è l'ultima novità tecnologica di alto profilo dell'azienda quest'anno. Tra le altre cose, prevede di costruire batterie a materiale condensato ad alta densità di energia per aeroplani e di produrre in serie nuove batterie per veicoli elettrici costruite con sodio anziché litio.

Le nuove batterie a ricarica rapida di CATL sarebbero due volte più veloci di quelle della concorrenza, afferma Jiayan Shi, analista di BNEF, una società di ricerca energetica. La ricarica rapida di Tesla aggiunge fino a circa 320 chilometri, o 200 miglia, di autonomia in 15 minuti.

Alcune batterie disponibili in commercio possono già raggiungere le velocità annunciate da CATL la scorsa settimana, afferma David Schroeder, direttore tecnico di Volta Energy Technologies, una società di venture capital focalizzata sulla tecnologia delle batterie e dello stoccaggio dell’energia. Ma quelle batterie vengono utilizzate in prodotti come l’accumulo stazionario di energia. CATL sarebbe il primo a inserire queste celle a ricarica rapida nei veicoli elettrici.

Con le batterie agli ioni di litio, tende ad esserci un rigido compromesso tra la quantità di energia che possono immagazzinare e la velocità con cui possono caricarsi. Queste batterie possono generalmente essere suddivise in due categorie: “celle energetiche” e “celle energetiche”. Le celle energetiche danno priorità all’accumulo di quanta più energia possibile, il che è utile per estendere l’autonomia di un veicolo elettrico senza aggiungere troppo volume. Le celle elettriche, d’altro canto, tendono a dare priorità alla carica e alla scarica rapida, il che è utile per usi come l’accumulo stazionario di energia che stabilizza la rete elettrica.

Le celle elettriche oggi possono raggiungere velocità di ricarica elevate, ma possono essere troppo ingombranti per essere utilizzate in un’auto e probabilmente non durerebbero per centinaia di migliaia di chilometri. Le batterie che possono caricarsi rapidamente pur essendo piccole, leggere e di lunga durata rappresenterebbero un passo avanti.

Il compromesso tra alta capacità e ricarica rapida dipende dal modo in cui le molecole cariche chiamate ioni si muovono nelle batterie. Durante la ricarica della batteria, la corrente elettrica spinge gli ioni di litio da un lato all'altro della cella. Gli ioni possono quindi annidarsi negli spazi nella parte della batteria chiamata anodo, dove attendono. Alla fine, torneranno indietro, rilasciando l'elettricità immagazzinata quando qualcuno usa la batteria per alimentare un dispositivo.

Le batterie a base di sodio potrebbero iniziare ad arrivare sul mercato quest’anno, se le aziende seguiranno i loro piani.

Per aumentare la capacità totale di una batteria, questi anodi possono essere realizzati con strati di materiale più spessi, il che significa che ci sarà molto spazio in cui inserire gli ioni. Tuttavia, nelle batterie con anodi più spessi, parte dello spazio di stoccaggio sarà in profondità all’interno degli strati, quindi gli ioni dovranno viaggiare più lontano per arrivarci, rallentando il processo di ricarica. Per accelerare la ricarica, i produttori di batterie possono ridurre questi strati, in modo che gli ioni non debbano viaggiare così lontano.