Tecnologia

Ricarica rapida in auto: arriva la batteria che fa «il pieno» in cinque minuti

di Elena Comelli

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Reuters

L’israeliana StoreDot ha messo a punto un nuovo dispositivo agli ioni di litio: non è un prototipo, ma un prodotto già industrializzato in Cina

19 gennaio 2021

4' di lettura

E' nata la batteria del futuro. Dopo otto anni di ricerche, l'israeliana StoreDot è riuscita a produrre una batteria agli ioni di litio per l'auto elettrica che si ricarica in cinque minuti, quanto un pieno di benzina per una macchina tradizionale. Non è un prototipo, ma un prodotto già industrializzato, sfornato dagli stabilimenti di Eve Energy in Cina.

StoreDot, pioniera del distretto dell'auto elettrica fiorito a Nord di Tel Aviv, ha già dimostrato l'efficiacia della sua batteria “a ricarica rapida estrema” sui cellulari, i droni e gli scooter, ma ora ha prodotto mille batterie per auto da far sperimentare alle compagnie automobilistiche.

Fondata nel 2012 da Doron Myersdorf, in questi anni StoreDot ha raccolto 158 milioni di dollari di finanziamenti da Daimler, Bp, Samsung e Tdk ed è stata nominata Pioneer 2020 da Bloomberg New Energy Finance. La palla, ora, passa ai distributori di energia elettrica, che alimentano le colonnine di ricarica: per caricare la batteria di StoreDot in cinque minuti, infatti, serve molta più potenza di quella utilizzata oggi.

Colonnine aggiornate

La startup israeliana sta lavorando per ottenere una ricarica di 160 chilometri in 5 minuti anche con le colonnine di ricarica attualmente in uso, ma per Myersdorf la strada da percorrere è dare più potenza alle colonnine. «Il collo di bottiglia per una ricarica extra rapida non è più la batteria», sostiene Myersdorf.

StoreDot sta lavorando con Bp proprio per aggiornare le stazioni di ricarica e le reti che le riforniscono. «Bp ha 18.200 distributori e capisce che, tra dieci anni, tutte queste stazioni saranno obsolete, se non le riutilizzano per la ricarica: le batterie sono il nuovo petrolio».

Il problema fondamentale della ricarica rapida sta nella cosiddetta resistenza interna delle batterie. Un'auto elettrica che viaggia a velocità costante utilizza una quantità di energia elettrica più o meno equivalente a 100 lampadine da 100 watt. Per ottenere una ricarica rapida, bisogna forzare la batteria a ricaricarsi più velocemente di quanto si sia scaricata.

Le batterie agli ioni di litio si caricano rispostando sempre gli stessi ioni dal catodo all'anodo, un processo che richiede tempo, proprio come ha richiesto tempo il processo inverso. Forzare questo processo produce calore e perdite di efficienza.

Nelle batterie ci sono sistemi di raffreddamento che provvedono a mantenere sotto controllo il calore generato durante la carica, ma se si forza troppo questo processo, le particelle ionizzate possono depositarsi in forma metallica sulla superficie dell'anodo, come una placca, un fenomeno che può cortocircuitare la batteria e comunque ne accorcia drasticamente la vita.

Il contributo delle nanotecnologie

StoreDot si è dedicata appunto a ridurre la resistenza interna delle batterie, fluidificando al massimo il passaggio degli ioni grazie alle nanotecnologie.Le batterie esistenti agli ioni di litio utilizzano la grafite come un elettrodo, nel quale vengono spinti gli ioni di litio per immagazzinare la carica.

La batteria di StoreDot sostituisce la grafite con nanoparticelle semiconduttrici in cui gli ioni possono passare più rapidamente e facilmente. Queste nanoparticelle sono attualmente a base di germanio, che è solubile in acqua e più facile da maneggiare nella produzione, ma notevolmente più caro dei materiali correnti.

L'obiettivo di StoreDot è di utilizzare il silicio, che è molto più economico. Myersdorf sostiene che il costo sarebbe lo stesso delle batterie agli ioni di litio esistenti e prevede di avere pronto il prototipo entro la fine dell'anno.

«Una batteria agli ioni di litio che si ricarica in cinque minuti era considerata impossibile - sostiene Myersdorf -. Ma noi non stiamo producendo un prototipo di laboratorio, siamo già su una linea di produzione di massa. Questo dimostra che è fattibile ed è commercialmente pronta».

Una corsa con più attori

StoreDot è molto avanti, ma non è la sola a occuparsi di questo problema: decine di aziende in tutto il mondo stanno sviluppando batterie a ricarica rapida. Tesla, Enevate e Sila Nanotechnologies che lavorano tutte su elettrodi di silicio. Altri stanno esaminando materiali diversi, come Echion che utilizza nanoparticelle di ossido di niobio.

Fra i risultati più notevoli ci sono quelli di Chao-Yang Wang, dal Battery and Energy Storage Technology Center della Pennsylvania State University, che ha messo a punto una batteria agli ioni di litio capace di ricaricarsi completamente in 10 minuti. Wang ha fondato Ec Power per applicare la tecnologia sviluppata dal suo team, che accelera il processo di ricarica portando rapidamente la batteria a 60°C prima della ricarica, il che consente agli ioni di litio di muoversi più velocemente, e la raffredda subito dopo.

Grazie all'auto-riscaldamento, si evitano i depositi metallici degli ioni di litio, utilizzando tecnologie già note senza alcun aumento di costi. «Finalmente stiamo raggiungendo la parità con i veicoli a benzina sia in termini di costi che di convenienza. Abbiamo la tecnologia per auto elettriche da 25.000 dollari che corrono come auto sportive di lusso, si ricaricano in 10 minuti e sono più sicure di qualsiasi altra attualmente sul mercato», sostiene Wang.

Una ricerca pubblicata su Nature Energy lunedì indica la sua batteria come abbastanza economica per essere utilizzata in tempi brevi. Il traguardo della ricarica rapida è sempre più vicino.