Batterie del futuro per auto elettriche tecnologie e tempi di ricarica

Come saranno le batterie del futuro delle auto elettriche? È una domanda che molti automobilisti si pongono, nel notare i limiti attuali dei sistemi di accumulo per veicoli elettrici. Tra tempi di ricarica ancora decisamente sostenuti, e autonomie non particolarmente generose, sono questi due dei fattori che più pesano come deterrente all’acquisto. Tuttavia, su questo fronte la ricerca scientifica sta facendo dei passi da gigante, con delle nuove tecnologie che potrebbero essere introdotte nei prossimi anni.

D’altronde, non si può di certo dire che il fattore batterie non sia fondamentale nella scelta di un’auto elettrica, soprattutto quando usata.

Le tecnologie del futuro per le batterie

Come già accennato in apertura, le attuali batterie per auto elettriche soffrono di alcune limitazioni. In linea generale, allo stato attuale emerge che:

• i tempi di ricarica possono essere anche molto dilungati, a seconda del tipo di collegamento - classico o ad alta potenza - di cui si può approfittare. Una ricarica veloce può richiedere anche due ore per poter essere completata, una lenta anche più di sette;
• l’autonomia totale per ciclo di carica non è ancora comparabile a quella dei veicoli endotermici, con i veicoli di alta fascia che possono sfiorare i 700 chilometri, mentre la grande quota del mercato si attesta attorno ai 300 chilometri di media.

Per superare queste limitazioni, sono diverse le ricerche avviate negli ultimi anni, sia sfruttando sempre il litio come componente principale delle batterie, che testando altre soluzioni.

Le batterie più promettenti in corso di studio

Fra le varie tecnologie in corso di studio, per un futuro delle auto elettriche sempre più versatile, vale la pena di citare diverse sperimentazioni:

• le batterie allo stato solido, che potrebbero rappresentare la soluzione definitiva per i veicoli elettrici, pensate per utilizzare un elettrolita appunto solido, per ottenere una maggiore densità energetica - anche del 60% in più rispetto alle batterie al litio tradizionali - e tempi di ricarica nell’ordine di pochi minuti. Alcune sperimentazioni, come quelle condotte da Toyota e QuantumScape, mirano a ottenere autonomie di circa 1.000 chilometri, con tempi di ricarica sotto ai 15 minuti;
• l’ottimizzazione delle batterie NCM, ovvero nichel-manganese-cobalto, già impiegate su veicoli elettrici di altissima fascia - Tesla e BMW in particolare - allo scopo di avvicinarne l’autonomia agli 800 chilometri e ridurre i tempi di ricarica sotto i 20 minuti;
• l’ottimizzazione delle batterie LFP, ovvero litio-ferro-fosfato, già in uso da produttori come BYD e Tesla. Questa configurazione garantisce una buona stabilità termica, che riduce il rischio di surriscaldamento o esplosione al minimo. Inoltre, possono supportare tantissimi cicli di ricarica, senza particolari degradazioni.
• le batterie agli ioni di sodio, un elemento peraltro abbondante sul Pianeta e di facile recupero, che potrebbe quindi abbattere sia i costi che l’impatto ambientale della produzione di sistemi di accumulo, rispetto al litio. Secondo test preliminari, si potranno raggiungere autonomie di gran lunga superiori ai 1.000 chilometri, con tempi di ricarica sotto ai trenta minuti;
• le batterie a nanofili d’oro, già sperimentate dall’Università della California, che utilizzano il metallo prezioso per sostituire il grafene o altri metalli negli elettrodi, poiché tendono a non usurarsi. La peculiarità di queste batterie è la possibilità di mantenere a lungo la loro capacità - anche del 95% dopo ben 200.000 cicli di carica - con tempi di ricarica ridottissimi. Tuttavia, impiegando l’oro come materiale, si rivelano decisamente costose;
• le batterie al grafene, che sfruttano l’eccezionale capacità conduttiva di questo materiale, migliorando le capacità di carica, con un ciclo completo che raggiunge almeno l’80% entro dieci minuti.

La sostituzione al volo delle batterie per auto elettriche

La ricerca non si concentra solo sulla creazione di nuove batterie, ma anche su sistemi integrati per rendere le attuali meno gravose, almeno in termini di tempo. Ad esempio, in Cina sta prendendo piede la sostituzione al volo delle batterie scariche, come dimostrano le soluzioni commerciali adottate da alcune case automobilistiche, come ad esempio NIO.

Grazie a un sistema automatizzato, il pacco batteria scarico viene sganciato dalla vettura per essere sostituito con uno già carico. Il veicolo può quindi immediatamente ripartire, mentre le batterie scariche vengono ricaricate e messe a disposizione per successive sostituzioni di altri automobilisti. L’intero processo, inoltre, non richiede più di una decina di minuti per poter essere completato.

In definitiva, in futuro le auto elettriche potranno approfittare di autonomie sempre più generose e di tempi di ricarica forse paragonabili al rifornimento di combustibile, non resta quindi che attendere cosa accadrà sul mercato.