Auto elettriche e nuove batterie a ricarica rapida

Auto elettriche: 10 minuti di ricarica, 300 km di autonomia. È la promessa di una nuova tecnologia per batterie a ricarica rapida, a caldo, semplice e molto efficace.

batterie a ricarica rapida per auto elettriche
Una tecnologia tutto sommato semplice ed economica permette di ridurre drasticamente i tempi di ricarica delle batterie per auto elettriche. | Xiao-Guang Yang et al.

La recente scoperta di un team di ricercatori americani potrebbe dare una spinta decisiva al mercato delle auto elettriche. Tra i principali ostacoli alla diffusione di questi veicoli, oltre al costo d'acquisto ancora elevato rispetto a quello dei veicoli termici, vi sono infatti la ridotta autonomia e i lunghi tempi di ricarica.

 

Il tempo di un caffè. Con un articolo pubblicato su Joule i ricercatori della Pennsylvania State University affermano di essere riusciti a mettere un punto un processo di ricarica veloce che in soli 10 minuti permette di aggiungere circa 300 km di percorrenza a un'auto elettrica preservando lo stato di salute delle batterie. Una ricarica così veloce richiede alle batterie di immagazzinare più di 400 kW di energia in pochi minuti: un'operazione finora decisamente controproducente, perché danneggia gli accumulatori. A differenza delle batterie convenzionali, però, che si ricaricano e si scaricano alla stessa temperatura, quella messa a punto da Chao-Yang Wang e colleghi si ricarica a 60 °C per pochi minuti e poi si scarica a temperature più basse.

 

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In questo modo la batteria non si danneggia e può sostenere lo stesso numero di cicli di una batteria convenzionale. Per ridurre il tempo di riscaldamento e portare l'intera batteria alla stessa temperatura in pochi minuti, Wang e colleghi l'hanno ricoperta con uno strato di nichel che quando viene sollecitato dalla corrente elettrica della ricarica si scalda in soli 30 secondi.

 

Lunga durata. Dopo vari test condotti a 40, 49 e 60 °C gli scienziati hanno verificato che solo alla temperatura più alta la batteria non si deteriora e riesce a sopportare fino a 1.700 cicli di ricarica rapida. L'accumulatore di controllo, che non era stato riscaldato ed è stato ricaricato alla temperatura di 20 °C, si è invece danneggiato irrimediabilmente dopo 60 cicli di ricarica veloce.

 

«Questo studio», commentano gli autori, «dimostra come la convinzione che le batterie al litio debbano operare solo a basse temperature vada rivista: l'esposizione delle batterie ad alte temperature per pochi minuti offre vantaggi che superano di gran lunga gli effetti negativi ». Secondo Wang e colleghi, il processo adottato aumenta il costo industriale degli accumulatori dello 0,47% ed è scalabile industrialmente. Ora i ricercatori vogliono spingersi oltre e arrivare alla ricarica di batterie ad alta densità per veicoli elettrici in soli 5 minuti.

 

24 novembre 2019 | Rebecca Mantovani