Un'innovazione nelle batterie delle auto elettriche: 500 miglia di autonomia con 12 minuti di tempo di ricarica

I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) hanno sviluppato un nuovo elettrolita liquido che impedisce la crescita di dendriti nelle batterie al litio-metallo, che si differenziano dai modelli convenzionali agli ioni di litio per l'utilizzo di litio puro invece di grafite. Questa differenza conferisce loro una maggiore densità energetica, che si traduce in una maggiore autonomia a parità di peso. Tuttavia, finora queste batterie sono state ostacolate dalla formazione di dendriti, strutture cristalline che si formano durante la carica e possono causare cortocircuiti. Il nuovo elettrolita liquido risolve questo problema promuovendo la deposizione uniforme di ioni di litio sulla superficie dell'anodo. Ciò impedisce la formazione di punti deboli, dove altrimenti si formerebbero le dendriti.

Tempo di ricarica e autonomia record

Nei test di laboratorio, i ricercatori del KAIST sono riusciti a caricare una batteria dal 5 al 70% in soli 12 minuti. Ciò corrisponde a un'autonomia di circa 800 chilometri (poco meno di 500 miglia). Le prestazioni sono rimaste stabili per oltre 350 cicli di ricarica. In una versione più potente, è stata raggiunta una carica dell'80% in 17 minuti. Il Professor Hee Tak Kim sottolinea nella pubblicazione: "Questo apre la strada a un'ampia adozione dei veicoli elettrici"

Confronto con le auto elettriche di oggi

Gli attuali modelli di produzione, come la Tesla Model 3 e la Hyundai Ioniq 6, supportano capacità di ricarica rapida tra i 200 e i 250 kW presso le moderne stazioni HPC (high power charger). In pratica, raggiungono tempi di ricarica di circa 20-30 minuti per una carica dal 10 all'80%. Le percorrenze tra i 400 e i 600 chilometri (250 - 370 miglia) sono attualmente la norma, a seconda delle varianti di batteria e delle condizioni di guida.

800 chilometri (500 miglia) in 12 minuti

I valori ottenuti in laboratorio per le batterie al litio-metallo superano notevolmente queste cifre: Un'autonomia di 800 chilometri con un tempo di ricarica di 12 minuti corrisponderebbe a una potenza di ricarica effettiva di oltre 400 kW. Questo porterebbe per la prima volta le auto elettriche vicino al tempo di rifornimento dei veicoli a benzina o diesel.

Vantaggi per la mobilità elettrica

Le elevate densità energetiche delle batterie al litio-metallo potrebbero consentire di ridurre il peso delle batterie dei veicoli o di ottenere un'autonomia maggiore a parità di peso. Per gli utenti finali, questo significa sia tempi di ricarica più brevi che autonomia di guida paragonabile a quella dei veicoli convenzionali, superando così un ostacolo fondamentale per l'utilizzo quotidiano delle auto elettriche.

Ostacoli sulla strada della produzione in serie

Nonostante gli impressionanti risultati di laboratorio, rimangono delle sfide. La sicurezza degli anodi di litio-metallo deve essere garantita in condizioni reali, e la produzione industriale di elettroliti speciali potrebbe essere costosa. Resta anche da vedere come le batterie si comporteranno nei test a lungo termine con un numero di cicli più elevato. Solo quando queste domande avranno trovato risposta, le case automobilistiche potranno utilizzare la tecnologia su larga scala.

Prospettive

I risultati, presentati in Nature Energysegnano un passo significativo verso auto elettriche più potenti. Se la tecnologia può essere trasferita in modo sicuro ed economico alla produzione in serie, potrebbe cambiare radicalmente la mobilità elettrica nei prossimi anni.