10 tecnologie per batterie attualmente in fase di sviluppo

La tecnologia delle batterie è oggi una sezione critica dei veicoli elettrici e la continua evoluzione delle batterie continuerà a trasformare il settore

Poiché la tecnologia dei veicoli elettrici continua ad avanzare, le batterie stanno diventando più cruciali che mai. Negli ultimi dieci anni, i progressi nella tecnologia delle batterie hanno già consentito ai veicoli elettrici di viaggiare più lontano, ricaricarsi più velocemente e diventare più convenienti per i consumatori. La tecnologia delle batterie è in rapida evoluzione, con nuovi ed entusiasmanti sviluppi dietro l’angolo. Le attuali tecnologie delle batterie, inizialmente rivoluzionarie, iniziano a offrire prestazioni limitate e richiedono ricariche frequenti. Le attuali batterie agli ioni di litio, che sono il tipo più comunemente utilizzato, possono contenere solo poche centinaia di wattora per chilogrammo, e questo rende difficile progettare dispositivi che possano durare abbastanza a lungo senza doverli ricaricare. Con questi altri progressi tecnologici delle batterie, gli scienziati stanno cercando di ottenere risultati per batterie più efficienti, leggere e sicure che possano trattenere più carica e durare più a lungo. Con le batterie alternative più recenti, i produttori di automobili stanno cercando di rendere i pacchi batteria più leggeri, avere densità di energia più elevate per immagazzinare più cariche e fornire autonomie più lunghe, caricare più velocemente senza causare degrado della batteria ed essere riciclabili per migliorare la sostenibilità. La tecnologia delle batterie è oggi la sezione più critica dei veicoli elettrici e la continua evoluzione delle batterie continuerà a trasformare il settore.

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Si tratta di una batteria al litio-silicio in cui i portatori di carica sono uno ione di litio e un anodo a base di silicio. A causa dei materiali in silicio, la capacità specifica è molto maggiore. Il silicio ha una variazione di volume del 400% ed è altamente reattivo quando è in uno stato carico, quindi le batterie commerciali lo utilizzano per costituire invece circa il 10% dell'anodo. Sila Nanotechnologies è una startup che persegue l’obiettivo di sostituire la grafite negli anodi agli ioni di litio con anodi di silicio ad alte prestazioni. Daimler AG ha investito molto e sta collaborando con loro per trasformarlo in realtà con un finanziamento aziendale e di venture capital di 170 milioni di dollari nel 2019. Inoltre, Elon Musk ha affermato nel 2015 che il silicio nelle batterie della Model S ha contribuito a migliorare la sua autonomia di sei per cento.

La batteria a stato solido sostituisce gli elettroliti liquidi o in gel polimerico presenti nelle batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio con elettrodi solidi e un elettrolita solido. Forniscono soluzioni per i problemi delle batterie agli ioni di litio come infiammabilità, scarsa resistenza, tensione limitata, scarse prestazioni di ciclo e formazione instabile di interfase di elettrolita solido e garantiscono una ricarica più rapida, una tensione più elevata e una durata del ciclo più lunga. Toyota mira ad adottare per prima la tecnologia delle batterie allo stato solido nei propri veicoli elettrici ibridi, mentre Honda sta lavorando per rendere sostenibile la propria capacità produttiva entro la primavera del 2024. Alcune sfide hanno ostacolato la tecnologia nel corso degli anni, come il suo costo di produzione molto elevato, la sua sensibilità alle temperature e alle pressioni e presenza di dendriti (cristalli metallici sulla superficie del litio che finiscono per penetrare nell'elettrolita solido, incrociando gli elettrodi e cortocircuitando la cella della batteria).

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Le batterie al litio-tungsteno NanoBolt migliorano la tecnologia esistente delle batterie al litio. L'accumulo complessivo di energia di queste batterie e la loro velocità di ricarica sono migliorati mediante l'aggiunta di nanotubi multistrato di carbonio e tungsteno. Questi strati di nanotubi aumentano l'area di stoccaggio degli ioni e garantiscono un'elevata efficienza attraverso la struttura a rete che creano. Queste batterie possono immagazzinare più energia rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. Ciò è essenziale per migliorare l’autonomia dei veicoli elettrici. Una grande batteria al litio-tungsteno NanoBolt può essere caricata rapidamente utilizzando l'energia solare. LG Energy Solution, che produce le batterie utilizzate nella Chevy Volt, Bolt EV e Chrysler Pacifica, è uno dei concorrenti in prima linea che lavora su questa tecnologia delle batterie. Anche BAK Group, Nyobolt e CALT stanno lavorando alla tecnologia.