EON_636

EON EWS n . 636 - DICEMBRE 2019 3 T ERZA P AGINA e scarica e della formazione di filamenti dendritici che pos- sono portare a distruttivi cor- tocircuiti interni. Le batterie allo stato solido promettono, quantomeno sulla carta, di ri- solvere tutti questi problemi e, con il passaggio a un anodo in litio metallico, porterebbe- ro il limite massimo teorico di capacità specifica a 3.860 mAh per grammo. Attualmente, le batterie allo stato solido in commercio non sono ricaricabili e sono del tipo a bottone con capacità comprese tra 20 e 500 mAh. La ricerca è comunque attiva e aperta a nuovi elementi: lo scorso agosto, ad esempio, il Journal of the American Ceramic Society ha pubbli- cato un articolo di ricercatori dell’ Università di Nagaoka e di Nippon Electric Glass in cui viene descritta una bat- teria allo stato solido a ioni di sodio con capacità parago- nabile a quella delle celle al litio. Sfortunatamente, l’ele- vata temperatura operativa di 300 °C rende queste batterie inadatte a impieghi in ambito consumer e automotive, an- che se si prospettano ridu- zioni di questo valore con il I l conferimento del pre- mio Nobel per la chimica ai pionieri delle batterie a ioni di litio ha evidenziato il con- tribuito di questa tecnologia nel plasmare la rivoluzione wireless. I contributi di Stan Witthingham, John B. Goode- nough e Akira Yoshino hanno portato alla realizzazione del- le batterie Li-Ion a elettrolita liquido che hanno reso possi- bile l’espansione esponenzia- le del mercato dei dispositivi portatili e senza fili. Nel corso degli anni la tecnologia Li-Ion ha subito progressivi miglio- ramenti che hanno visto innal- zare la capacità e le densità di energia e di potenza delle batterie. Agli elettroliti liquidi sono stati affiancati i polimeri della tecnologia LiPo, mentre la ricerca di nuovi materiali e nuove chimiche è diventato un campo estremamente at- tivo in particolare per quanto concerne gli elettroliti solidi. Le attuali batterie al litio ri- chiedono infatti particolari accorgimenti per via dell’in- fiammabilità dell’elettrolita li- quido, del progressivo dete- rioramento con i cicli di carica progredire della ricerca. Automotive e Energy Stora- ge sono i due settori che più potrebbero trarre vantaggio dall’introduzione di una tec- nologia allo stato solido che renda possibile la produzione in massa di batterie di grandi dimensioni. I principali pro- duttori automobilistici sono da anni impegnati nel perfe- zionamento della batterie al litio e nella transizione allo stato solido, ma il divario tra laboratorio e mercato conti- nua a far traslare le date del debutto delle nuove celle. Negli Stati Uniti, il Diparti- mento dell’Energia ha recen- temente investito milioni di dollari nella ricerca e lo svi- luppo delle batterie allo sta- to solido in General Motor e Ford . Nel Regno Unito il produttore di aspirapolvere Dyson , pur avendo rinuncia- to all’idea di produrre un’auto elettrica, ha un programma di investimenti da 3,1 miliardi di dollari che, insieme a roboti- ca, AI e sistemi di visione si occupa, tramite la acquisita Satki3 , della messa in produ- zione di batterie allo stato so- lido. Volskwagen , che l’anno scorso aveva annunciato il passaggio allo stato solido per le batterie al litio entro il 2025, ha investito 100 milioni di dollari in QuantumScape , azienda spinoff dell’ Univer- sità di Stanford. Honda , Toyota e Nissan hanno uni- to gli sforzi nel Consorzio Libtec (Lithium Ion Battery Technology and Evaluation Center), il cui obbiettivo è sviluppare entro il 2030 bat- terie per veicoli con un’au- tonomia di 500 miglia (800 km). Toyota, in particolare, intende dare una dimostra- zione della tecnologia allo stato solido alle Olimpiadi di Tokyo dell’anno prossimo, ma ha fatto sapere che per la produzione di massa biso- gnerà aspettare quantomeno la metà della prossima deca- de. Panasonic che condivi- de Gigafactory con Tesla , pone la data di debutto delle batterie solid-state per appli- cazioni automotive nel 2030; nel frattempo, Tesla starebbe lavorando a una nuova ge- nerazione di batterie Li-Ion a elettrolita liquido concepite da Jeff Dahn dell’ Università di Halifax e descritte in un articolo pubblicato lo scorso luglio su Nature Energy . In sintesi, il laboratorio con- tinua ad essere la location d’elezione per la tecnologia allo stato solido e c’è anche chi ritiene che a causa della drastica riduzione delle pre- stazioni alle basse tempera- ture le batterie allo stato so- lido non saranno mai pronte per la commercializzazione. Quello che è sicuro è che dif- ficilmente le vedremo presto sugli scaffali dei magazzini. Le batterie allo stato solido hanno il potenziale di rivoluzionare i settori automotive e dell’energy storage, ma sono ancora lontane dalla produzione di massa M ASSIMO G IUSSANI Batterie : un futuro solido?