Batterie ultraveloci: la rivoluzione parte con la Mercedes EQG

IL POTERE DELL’ANODO - Le batterie al litio per le automobili sono molto giovani - la prima applicazione pratica è stata la Tesla Roadster che ha festeggiato da poco i suoi 15 anni (qui la notizia) ed è quindi logico aspettarsi cambiamenti tecnologici importanti. Si parla del sodio al posto del litio (qui per saperne di più) così come di cambiamenti nella chimica degli anodi: lo specialista Sila riafferma per esempio che il suo nanomateriale Titan Silicon permetterà miglioramenti sostanziali nelle prestazioni delle batterie al litio. Sila ha accordi consolidati con la Mercedes per fornire la sua tecnologia alle celle della prossima fuoristrada EQG ed è quindi interessante approfondire questi nuovi materiali.

I NANI CHE FANNO LE RIVOLUZIONI - Il Titan Silicon è un nanomateriale definito da Sila Nanotechnologies come “il primo sostituto degli anodi completamente in grafite che sia già collaudato, sicuro e pulito che sia stato progettato per la produzione di massa” e in effetti il Titan Silicon è già usato nelle celle che alimentano il fitness tracker WHOOP 4.0. Il passaggio di questo materiale alle batterie dei veicoli elettrici richiederà ancora qualche anno ma è ben motivato dai risultati di un sondaggio, commissionato da Sila, i risultati del quale sono plebiscitari: il 90% degli intervistati (sono persone che possiedono o intendono acquistare un veicolo elettrico) assegna alla batteria il primato nel settore dei miglioramenti tecnologici che vorrebbero vedere nelle automobili elettriche. 

Secondo Sila, nel settore degli anodi per le batterie agli ioni di litio, sia la grafite sia il silicio e i suoi ossidi (Si, SiO, SiO2) hanno raggiunto il limite nell’energia immagazzinabile, un plafond che soffoca le prestazioni degli attuali veicoli elettrici. Il Titan Silicon può offrire un aumento del 20% nell'autonomia, che potrebbe quindi crescere di oltre 100 km nelle automobili che già oggi vanno ‘più lontano’. Questo materiale promette inoltre di diminuire il tempo di ricarica, che scende a 20 minuti nel passaggio dal 10 all'80% grazie alla migliore sopportazione di correnti elevate, con la prospettiva di dimezzarlo in futuro.

VANTAGGI SOTTO TUTTI GLI ASPETTI - Secondo l’azienda le batterie con gli anodi in Titan Silicon potrebbero superare il limite degli anodi di silicio che, pur in grado di immagazzinare una carica 10 volte maggiore rispetto alla grafite, hanno evidenziato una certa fragilità causata dalle espansioni e contrazioni che si verificano durante i cicli di carica/scarica. Fra gli altri vantaggi promessi, che non sacrificano la longevità delle celle, la riduzione del peso della batteria fino al 15%, un risparmio del 20% nel volume e un taglio dal 50% al 75% nelle emissioni di CO2 rispetto alla grafite durante la produzione della batteria. 

Dal sito di Sila apprendiamo che la densità di energia delle celle con l’anodo in Titan Silicon che verranno usate nella Mercedes EQG supererà gli 800 Wh/litro. Una battery pack alto 10 cm, largo un metro e lungo 2 metri potrebbe quindi contenere più di 160 kWh di energia. È vero che questo calcolo non tiene contro dello spazio necessario per i cablaggi, il condizionamento e così via ma è altrettanto vero che esistono già oggi batterie ben più grandi di 1 x 2 metri.

Sila sostiene inoltre che gli anodi al Titan Silicon sono compatibili con celle di qualsiasi forma, con i fornitori già esistenti e possono essere fatti anche conservando una parte della grafite invece di rimpiazzarla completamente. Le soluzioni Titan Silicon sono prodotte negli USA e godono quindi dei vantaggi del controverso Inflation Reduction Act (qui per saperne di più https://www.alvolante.it/news/ue-e-usa-discutono-batterie-382322).

SOCIETÀ ACCHIAPPA-FONDI - La Mercedesha investito in Sila Nanotechnologies nel 2019 e Markus Schäfer, direttore tecnico della casa di Stoccarda, ha elogiato i progressi di Sila, che “ha fatto molta strada da quando abbiamo stabilito la nostra partnership. Hanno dimostrato la loro capacità non solo nell’innovazione scientifica ma anche nella produzione di materiale di alta qualità. Avere una densità energetica così elevata è un vero punto di svolta e ci consente di esplorare nuove direzioni durante lo sviluppo delle prossime auto elettriche”. 

Già l’anno dopo la sua fondazione, nel 2012, Sila ha ricevuto la sua prima sovvenzione federale dall’Advanced Research Projects Agency mentre nel 2014 ha avuto un finanziamento di 600 milioni di dollari per iniziare lo sviluppo di un nuovo impianto da 150 GWh in Nord America, fondi ai quali si sono aggiunti, nel 2022, 100 milioni di dollari dal Department Of Energy degli Stati Uniti. L’azienda ha dichiarato che entro i prossimi 5 anni riuscirà a produrre abbastanza materiale da creare batterie per 1 milione di automobili l’anno.