Le batterie allo stato solido a caccia della killer application

 

C’è vita oltre il litio. Le batterie allo stato solido sono il Sacro Graal dell’auto elettrica, principalmente per due motivi: avranno una maggiore densità energetica e si caricheranno più in fretta. Oltre a questi due fattori non trascurabili, saranno anche più sicure perché meno infiammabili, consentendo alle case automobilistiche di risparmiare peso e spazio per l’impianto di raffreddamento e altri accessori. Ma chi sostiene che la loro commercializzazione è dietro l’angolo farebbe bene a ricordare la storia di QuantumScape, la società spinoff di Stanford che in collaborazione con Volkswagen è accreditata come la più progredita in questa tecnologia. QuantumScape ha debuttato a Wall Street a fine estate 2020 sui 10 dollari, in tre mesi ha sfondato la soglia dei 110 e nel 2021 è ridiscesa attorno ai 20 dollari, con grande disappunto dei suoi investitori. La fiammata fu innescata dalle voci che davano la nuova tecnologia già testata su strada, poi smentite dallo stesso Ceo Jagdeep Singh. Nella migliore delle ipotesi, le batterie allo stato solido arriveranno sul mercato fra il 2025 e il 2030. Certo è che dalla fine di questo decennio, secondo tutti gli analisti del settore, sarà la tecnologia più competitiva per gli accumuli, non solo nel mondo dell’auto ma anche nell’aerospazio. Ma come sono fatte queste batterie? Le attuali batterie agli ioni di litio utilizzano un elettrolita liquido per far spostare gli elettroni dall’anodo al catodo e tendono a surriscaldarsi durante i cicli di carica e scarica. Un elettrolita solido, invece, è meno sensibile al calore. Proprio questa maggiore capacità di resistere alle alte temperature permetterà ai produttori di aumentare la potenza di ricarica e la densità energetica senza compromettere la sicurezza. Sintetizzare un elettrolita solido che sia stabile, chimicamente inerte e con buone proprietà conduttive, però, è tutt’altro che semplice. Gli elettroliti solidi, infatti, tendono ad espandersi durante l’uso e questo comporta il rischio di rotture e perdita di prestazioni. Inoltre portano alla formazione di dendriti: piccole escrescenze che minano l’integrità dell’anodo, con notevole riduzione della vita media della batteria stessa.Samsung sostiene di aver risolto questo problema sostituendo l’anodo di litio metallico con anodi a strati argento-carbonio, affermando che le sue celle potranno essere utilizzate per batterie con un’autonomia di 800 chilometri per mille cicli e quindi con 800.000 chilometri di vita potenziale. Samsung, però, non ha un calendario per la commercializzazione. QuantumScape, invece, punta tutto su un composto ceramico segreto, che considera molto più competitivo dei materiali scelti dai concorrenti. SolidPower, finanziata da Ford, Bmw e Hyundai, sta ottenendo ottimi risultati con un solfuro di metallo alcalino, in base ai dati contenuti in una domanda di brevetto depositata nell’agosto 2021, dove si parla in specifico anche di cloruro di litio. «Speriamo di arrivare a una produzione commercialmente valida di batterie che non costino uno sproposito intorno al 2026», ha spiegato Doug Campbell, Ceo dell’azienda basata in Colorado. Al momento attuale le batterie allo stato solido sono molto più care da produrre e possono arrivare a costare anche otto volte più di quelle tradizionali agli ioni di litio. E questa è un’altra delle grandi sfide per i produttori.Tra le case automobilistiche, non c’è marchio che non stia investendo in questa tecnologia, compresa Tesla, General Motors e Stellantis. Tra le più attive c’è Toyota, che ci lavora da sola con uno speciale team in collaborazione con Panasonic e promette di portarle sul mercato nel 2025. General Motors ha lanciato una collaborazione con Lg e Mercedes sta finanziando StoreDot, la startup israeliana di Doron Myersdorf, su cui hanno investito anche Bp e Samsung. StoreDot punta a immettere sul mercato entro il 2024 una cella agli ioni di litio basata su un anodo di silicio, capace di una ricarica rapidissima senza ridurre la durata della batteria. E promette batterie allo stato solido con estrema densità energetica per il 2028. Blue Solutions, il braccio energetico di Vincent Bolloré, ha già fornito a Daimler cosiddette “batterie allo stato solido” da installare sui suoi bus, ma non si tratta della killer application a cui punta il settore, bensì di batterie litio-metallo-polimeri che operano solo ad alte temperature, fra i 50 e gli 80°C. Non è ancora il Sacro Graal che stiamo aspettando.