web-tv

Sei qui: Home > Sezione NOTIZIARIO > > Batterie auto elettriche: produzione, caratteristiche e strategie di riciclo

Ultim'ora

Batterie auto elettriche: produzione, caratteristiche e strategie di riciclo

Scritto da

Valeria Di Rosa

il 28 Aprile 2020

Il mondo delle batterie per auto elettriche ha fatto passi da gigante in pochissimo tempo ed è proprio grazie a questa costante evoluzione che l’intero settore è riuscito a raggiungere traguardi che sembravano impensabili.

Le batterie ricaricabili sono il cuore pulsante della e-mobility: sono loro che determinano il prezzo del modello poiché è in base al loro rendimento che dipenderà l’effettiva performance della macchina.

Sfruttando tutti i benefici dell’implementazione delle batterie agli ioni di litio in altri settori (quello dei device mobili, per esempio), la mobilità elettrica può contare su dispostivi assolutamente efficienti, con costi che sono stati rapidamente abbattuti in pochi anni.

Batterie elettriche: tipi ed evoluzione storica

Una tecnologia sostenibile alla portata di tutti è proprio ciò che serve per dare la spinta decisiva alla rivoluzione green nel settore automotive e le batterie elettriche sono quindi un tema centrale.

La prima tipologia di batteria elettrica impiegata nel campo della trazione è quella piombo-acido, inventata nel 1859 dal fisico francese Gaston Planté, proprio per la sua consolidata affidabilità.

I limiti presentati da questo modello di batteria, tuttavia, non sono trascurabili dato che riguardano importanti fattori come:

  • Il costo del veicolo
  • L’energia specifica modesta (30-40 Wh/Kg)
  • La loro durata (che arriva a massimo 3 anni)
  • Le difficoltà nel suo smaltimento e riciclaggio

Per superare, quantomeno, le carenze in termini di performance dei veicoli, sono state testate anche le batterie al nichel-metallo idruro, superiori quantomeno in termini di energia specifica (30–80 Wh/Kg).

Sebbene l’energia sprigionata sia superiore, i tempi di ricarica eccessivi e complessi e le scarse prestazioni durante le stagioni più fredde si sono rivelate criticità troppo importanti, destinando questo tipo di alimentazioni soltanto ad alcuni modelli ibridi.

Arriva, allora, il momento della batteria ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activities) al sodio-nichel cloruro.

Anche in questo caso, pur avendo performance eccellenti in termini di resistenza della carica e potenza, il grande nemico da sconfiggere rimane il freddo: per essere funzionanti, infatti, l’elettrolita di queste batterie deve essere riscaldato a circa 270 °C, complicandone notevolmente l’impiego.

L’ultima frontiera in termini di sviluppo di batterie efficienti per veicoli elettrici riguarda i modelli con ioni di litio, ovvero le tipologie di alimentazione già largamente usate nella maggior parte dei dispositivi elettronici che impieghiamo ogni giorno, come PC o smartphone.

Nonostante l’energia specifica sia eccelsa (200 Wh/Kg) e i tempi di ricarica rapidi, questo modello di batteria presentava dei limiti nella sua forma iniziale, come un ciclo di vita piuttosto modesto e una tendenziale infiammabilità.

È proprio in queste direzioni che si è spinta la ricerca, riuscendo ad ottenere ottimi risultati.

Sono oggi tanti i modelli di auto elettriche che montano batterie agli ioni di litio, riuscendo ad avere un’elevatissima resistenza alle fiamme, una ricarica ancora più rapida e un ciclo di vita esponenzialmente più lungo.

Come si producono le batterie agli ioni di litio?

Le batterie agli ioni di litio, dopo discrete migliorie tecniche, risultano dunque la scelta migliore per i veicoli elettrici di ultima generazione.

Data la grande sofisticazione tecnica messa in atto, costruire questa tipologia di batterie è un processo delicato e complesso; per capirlo (e spiegarlo) in modo chiaro, quello che si può fare è sintetizzarlo in 3 diversi passaggi:

  • La produzione degli elettrodi
  • L’assemblaggio delle celle
  • Il loro trattamento finale

Il primo, precisissimo, step prevede la creazione di un impasto di materie prime, acqua e solventi da cui si creano gli elettrodi di anodo (a base di grafite) e di catodo (a base di ossido metallico di litio).

Successivamente, si passa al rivestimento: l’impasto ormai omogeneo, dopo essere stato trasportato in contenitori stagni, viene diviso in strati e adagiato su lamine dall’elevata conduzione, viene lasciato essiccare: l’anodo su lamine di rame e il catodo su quelle di alluminio.

L’ultimo passaggio prevede la pressatura delle sottilissime lame ottenute; il risultato di questa operazione è una striscia il cui spessore varia a seconda delle necessità e che verrà successivamente levigata.

Poi si passa all’assemblaggio delle celle, che richiede particolare cura dato che ogni cella è un caso a sé stante e che prevede l’essiccatura delle varie strisce prodotte e il loro successivo impilaggio.

Le pile di fogli andranno a creare le celle e, una volta asciugate e pressurizzate, ogni cella verrà dotata di polo positivo e negativo attraverso la saldatura laser.

L’ultimo passaggio prevede l’inserimento della pila di elettrodi in un involucro partendo da una pellicola multistrato impermeabile, sigillata con un processo ad alta temperatura: qui vengono riempite con gli elettrodi e inserite in contenitori più grandi in laminato di alluminio.

Batterie auto elettrica: caratteristiche e manutenzione

Dato l’impressionante livello tecnologico delle batterie a ioni di litio, fare una buona manutenzione e seguire tutte le linee guida del produttore è essenziale per il benessere del vostro veicolo elettrico.

Molte pratiche che possono aiutarvi a mantenere la vostra batteria in ottimo stato sono collegate all’uso quotidiano dell’automobile e quindi di facilissima attuazione.

Per esempio, usare una macchina elettrica ogni giorno non ha alcun effetto negativo sul ciclo di vita della batteria che, invece, soffre molto di più i lunghi periodi di inattività.

Ciò che fa la differenza, infatti, sono le modalità con cui la batteria al litio viene ricaricata:

  • Sono da prediligere le ricariche lente, che ‘stressano’ meno le batterie rispetto a quelle rapide, allungandone la vita
  • Ricaricare all’80% piuttosto che al 100% incide positivamente sulla durata delle batterie, e nella maggior parte dei casi garantisce un’autonomia più che sufficiente a coprire gli spostamenti quotidiani.

Riciclo e smaltimento: cosa fare a fine ciclo della batteria?

Anche se le best practices e la manutenzione costante possono influire sulla longevità di una batteria elettrica portandola a durare anche 8 anni, il loro ciclo vitale è destinato a esaurirsi.

Una volta smessi i panni di alimentatore di veicoli, però, questi dispositivi possono guadagnarsi una seconda vita, diventando preziosissime fonti di energie o materie prime.

È proprio attraverso questa nuova fase del loro uso che le batterie elettriche esprimono tutto il loro potenziale green e sostenibile: non più rifiuti pericolosi da smaltire con cautela, ma vere e proprie risorse di energia.

I destini percorribili per le batterie a ioni di litio sono due:

  • Venire utilizzate come parte integrante di stazioni di ricarica mobile
  • Venire scomposte e riciclate per l’estrazione di materie prime come nichel, manganese, cobalto e litio

Questa è l’ottica sostenibile a cui dobbiamo aspirare, in cui il riutilizzo è il motore che muove tutto.

Del resto, è così: nulla finisce, cambia soltanto.

Condividi questo articolo

Citroën Gamma PRO: sa fare tutto, proprio come te

1,463
prezzo medio gasolio

Ascolta la web radio del trasporto