Fra i vari timori che tengono gli automobilisti alla larga dalle auto elettriche ci sono i fatti di cronaca: full electric in fiamme nei parcheggi. Un report IDTechEx elenca i materiali usati nelle batterie affinché l’infiammabilità sia inferiore: dai fogli ceramici (e altri tessuti non tessuti) alla mica, passando per aerogel, rivestimenti (intumescenti e altri), ma anche incapsulanti, schiume incapsulanti, cuscinetti di compressione, nonché materiali a cambiamento di fase, polimeri e molti altri materiali.
Quali dati
Nel 2024, il 60% delle nuove auto elettriche vendute ha celle di batterie prismatiche, con celle a sacchetto che rappresentavano il 17%; il resto impiega celle cilindriche. Ognuno di questi formati di celle ha esigenze diverse in termini di materiali inter-cella, il che ha portato a tendenze nell’adozione di materiali antincendio. Molti produttori si stanno anche muovendo verso un design cell-to-pack in cui gli alloggiamenti dei moduli (e una serie di altri materiali) vengono rimossi: la densità energetica migliora, ma è più impegnativa la prevenzione della propagazione della fuga termica.
Batterie al litio metallico
Un secondo studio IDTechEx riguarda le batterie al litio metallico, che utilizzano la chimica agli ioni di litio con un anodo di litio metallico al posto del convenzionale anodo di grafite. In teoria, la densità di energia è superiore a 800 Wh/L, con energie specifiche over 400 Wh/kg. Quelle con anodo in grafite arrivano invece a 500 Wh/L e 200 Wh/kg. Tuttavia, lo sviluppo del litio metallico è stato impegnativo a causa della formazione di dendriti di litio: degradazione precoce.
Sostituzione chiave
Sostituendo gli elettroliti liquidi infiammabili con materiali solidi, le batterie allo stato solido riducono significativamente i rischi di incendio e consentono un funzionamento più sicuro a temperature più elevate. L’uso di anodi al litio-metallo consente una maggiore densità energetica, consentendo autonomie più lunghe per i veicoli elettrici e design più compatti. Promettono anche una ricarica più rapida e una durata maggiore, rendendoli ideali per i veicoli elettrici e i sistemi di accumulo di energia rinnovabile. Tuttavia, la commercializzazione diffusa incontra ostacoli significativi: è richiesta un’ingegneria di precisione per sviluppare componenti di alta qualità. Questo comporta spese significative. Inoltre, la possibile formazione di dendriti di litio può causare cortocircuiti, mentre le limitazioni delle prestazioni a basse temperature e la ridotta durata del ciclo in caso di ricarica rapida richiedono ulteriori miglioramenti.