Le batterie a stato solido per auto stanno entrando in produzione: 381 Wh/kg e oltre 1.200 km di autonomia.
Le batterie a stato solido per auto stanno diventando una realtà industriale. ProLogium ha annunciato l'avvio della produzione di massa della sua nuova batteria litio-ceramica di terza generazione e mezzo a Taiwan, uno sviluppo che avvicina alla produzione commerciale una delle tecnologie più attese per la prossima generazione di auto elettriche.
Secondo i test condotti da organizzazioni indipendenti, la nuova cella raggiunge una densità energetica di 381 Wh/kg e 903 Wh/L. Questi dati dimostrano il potenziale delle batterie a stato solido per aumentare l'autonomia dei veicoli elettrici senza incrementare proporzionalmente le dimensioni e il peso della batteria.
Cosa cambia con una batteria a stato solido?
Le batterie convenzionali per auto elettriche utilizzano un elettrolita liquido per consentire agli ioni di spostarsi tra gli elettrodi. Nelle batterie a stato solido, questo elettrolita viene sostituito da un materiale solido.
Questa modifica potrebbe consentire una maggiore densità energetica, ovvero la possibilità di immagazzinare più energia in un dato spazio e peso.
Per un'auto elettrica, questo ha conseguenze dirette. Una batteria con una maggiore densità energetica potrebbe aumentare significativamente l'autonomia senza appesantire il veicolo. L'alternativa sarebbe quella di mantenere un'autonomia simile utilizzando una batteria più piccola e leggera.
Questa tecnologia promette anche miglioramenti in termini di sicurezza, sebbene tali vantaggi debbano essere dimostrati in condizioni reali di produzione e utilizzo su larga scala.
381 Wh/kg e una batteria certificata
La nuova cella ProLogium ha una capacità di 185,4 Ah. TÜV Rheinland ha validato la densità energetica di 381 Wh/kg, mentre UL Solutions ha sottoposto la batteria a un test specifico per verificarne la classificazione come batteria completamente allo stato solido.
Durante il test, la cella è rimasta sotto vuoto per sei ore a una temperatura di 120 gradi. La perdita di massa è stata inferiore allo 0,05%, al di sotto del limite dello 0,5% stabilito dalla metodologia utilizzata per determinare l'assenza di solventi liquidi volatili.
La batteria utilizza l'architettura delle celle Logithium di ProLogium, basata su un separatore ceramico e una struttura perimetrale sigillata.
Oltre 1.200 chilometri con una Mercedes EQS
Uno dei dati che meglio ci permette di comprendere il potenziale di questa tecnologia è quello ottenuto nei test condotti in collaborazione con Mercedes-Benz.
ProLogium e Mercedes collaborano da diversi anni allo sviluppo di batterie di nuova generazione e hanno già testato questa tecnologia su veicoli reali. In uno di questi test, una Mercedes EQS equipaggiata con una batteria ProLogium ha raggiunto un'autonomia di oltre 1.200 chilometri con una singola carica.
Ciò non significa che le future auto elettriche offriranno automaticamente autonomie superiori a 1.000 chilometri. Il risultato corrisponde a una configurazione specifica e a particolari condizioni di prova. Tuttavia, dimostra il potenziale per un aumento della densità energetica quando una nuova architettura di batterie viene combinata con un veicolo progettato per utilizzarla.
Il problema principale rimane la produzione di milioni di batterie.
L'avvio della produzione di massa è un passo importante, ma le batterie a stato solido sono ancora lontane dal sostituire le batterie convenzionali nelle auto elettriche prodotte in grandi volumi.
La sfida principale non consiste più solo nel raggiungere un'elevata densità energetica. I produttori devono dimostrare di essere in grado di produrre le celle in serie, mantenere una qualità costante, garantirne la durata e ridurre i costi a livelli competitivi.
L'impianto di ProLogium a Taoyuan ha inizialmente una capacità di circa 0,5 GWh all'anno, con piani di espansione già in atto. L'azienda sta inoltre costruendo un nuovo stabilimento a Dunkerque, in Francia, progettato per produrre inizialmente 4 GWh e con una capacità di progetto fino a 44 GWh.
La differenza rispetto all'industria attuale rimane enorme: le batterie agli ioni di litio vengono prodotte da anni su una scala di decine o centinaia di gigawattora.
La fisica dello stato solido sta iniziando a uscire dai laboratori
Il vero significato dell'annuncio di ProLogium, quindi, va ben oltre i 381 Wh/kg.
La tecnologia sta iniziando a percorrere la strada che separa il prototipo dalla soluzione industriale. ProLogium afferma che la sua piattaforma di batterie al litio-ceramica vanta già oltre un decennio di sviluppo e più di 2,4 milioni di celle fornite in diverse applicazioni.
Il passo successivo sarà quello di verificare se le batterie a stato solido possono mantenere i loro vantaggi quando prodotte in grandi volumi e integrate nelle auto elettriche destinate al mercato di massa.
Se avranno successo, la prossima generazione di veicoli elettrici potrebbe offrire qualcosa che ancora oggi rappresenta una delle loro principali sfide: un'autonomia molto maggiore senza dover utilizzare batterie sempre più grandi e pesanti.
