10 cose che dovresti sapere sui solidi

Le batterie allo stato solido potrebbero essere il futuro delle auto elettriche. Queste batterie offrono vantaggi significativi ma anche alcuni svantaggi per i proprietari di veicoli elettrici.

Mentre il mondo automobilistico passa dai tradizionali motori a combustione interna alimentati a gas alle auto elettriche con motori alimentati a batteria, il progresso della tecnologia delle batterie è un fattore chiave per migliorare l’esperienza di guida. I primi veicoli elettrici utilizzavano batterie agli ioni di litio più piccole posizionate sotto i sedili o nel bagagliaio e fornivano una bassa autonomia di guida. Con l’aumento dell’autonomia, sono aumentate le dimensioni delle batterie e la posizione, utilizzata per la prima volta da Tesla, si è spostata sul pavimento del veicolo.

Le attuali batterie agli ioni di litio utilizzate nelle auto elettriche sono estremamente ingombranti e pesanti. Il prossimo passo logico nella tecnologia delle batterie sono le batterie allo stato solido. Queste nuove batterie per veicoli elettrici potrebbero fornire più energia, essere meno sensibili ai cambiamenti di temperatura e ridurre il peso. Le batterie a stato solido dovrebbero anche ridurre il rischio di una potenziale esplosione. Sebbene queste nuove batterie offrano numerosi vantaggi, presentano anche alcuni svantaggi.

Utilizzando le informazioni di MotorTrend, JD Power e Car and Driver, abbiamo compilato un elenco di 10 cose che dovresti sapere sulle batterie allo stato solido e sul loro utilizzo futuro nelle auto elettriche.

Correlati: 10 cose che devi sapere sulle batterie allo stato solido e sui veicoli elettrici

Le batterie agli ioni di litio utilizzano un elettrolita liquido per immagazzinare energia elettrica. Questo materiale è estremamente infiammabile e il motivo per cui le collisioni dei veicoli elettrici con batterie danneggiate bruciano fino a diventare croccanti. Il passaggio alla tecnologia delle batterie a stato solido consente alle batterie di utilizzare un elettrolita solido e sostituire il liquido in una batteria agli ioni di litio.

L'uso di elettroliti ceramici nelle batterie allo stato venduto aiuta a prevenire la crescita dei dendriti come avviene in una batteria con elettrolita liquido. Ciò garantisce che la batteria non vada in cortocircuito internamente. Le case automobilistiche possono anche incorporare batterie allo stato solido nella struttura di un veicolo, il che le rende molto più sicure rispetto alle alternative agli ioni di litio.

La densità di energia descrive la quantità di elettricità effettiva che una batteria può produrre per un dato peso o volume. Le attuali batterie dei veicoli elettrici sono estremamente pesanti e nella maggior parte dei casi pesano molto più dei motori a combustione interna. Il passaggio alla nuova tecnologia delle batterie dovrebbe comportare un peso inferiore, ma ciò significa anche che queste batterie devono avere una maggiore densità energetica rispetto ai modelli attuali.

Alcuni rapporti suggeriscono che queste nuove batterie allo stato solido potrebbero avere una densità energetica tre volte maggiore rispetto alle attuali celle agli ioni di litio. Ciò significa che le case automobilistiche potrebbero avere la possibilità di scegliere tra il risparmio di peso o l’aggiunta di autonomia alle auto elettriche. Una batteria agli ioni di litio che pesa 1.000 libbre potrebbe offrire la stessa energia di una batteria allo stato solido che pesa solo 333 libbre.

Correlato: Ecco perché le auto elettriche rendono irrilevanti i parametri di velocità massima

Il litio è un metallo delle terre rare e i suoi prezzi sono recentemente triplicati, anche se anche la produzione globale di litio è triplicata. Potresti pensare che la sostituzione delle batterie agli ioni di litio con modelli a stato solido cambierebbe la chimica, e lo fa, ma non nel modo desiderato. Le batterie allo stato solido potrebbero utilizzare più litio rispetto alle attuali batterie dei veicoli elettrici, il che potrebbe portare a una carenza di materiali.

Quanto litio in più utilizzeranno le nuove batterie dei veicoli elettrici? Alcuni esperti stimano che la quantità necessaria potrebbe essere da cinque a dieci volte superiore alla quantità di litio necessaria per costruire queste nuove batterie. Ciò metterà pressione sugli sforzi di riciclaggio e sull’apprendimento di come riutilizzare tutti i materiali delle batterie.

Le attuali auto elettriche sono in grado di ricaricarsi fino all’80% della loro piena capacità nelle postazioni di ricarica rapida DC. Questo limite è impostato per proteggere le batterie, che potrebbero essere danneggiate dal flusso estremo di elettroni. Sfortunatamente, questo riduce l'autonomia effettiva durante un viaggio. I veicoli elettrici che dichiarano un'autonomia di 300 miglia vengono ridotti a 240 miglia per carica quando si utilizzano queste stazioni di ricarica.

L'elettrolita solido di queste nuove batterie consente la ricarica a piena capacità presso le stazioni pubbliche di ricarica rapida. I tempi di ricarica ridotti utilizzando queste batterie nelle auto elettriche potrebbero finalmente mettere in discussione il breve tempo necessario per riempire di carburante un serbatoio di gas. Le batterie a stato solido potrebbero ridurre i tempi di ricarica a 10 o 15 mine rispetto al tempo attuale necessario per ricaricare le batterie agli ioni di litio.