Le batterie al litio dotate di elettrolita liquido (quelle che utilizziamo correntemente nei nostri cellulari o nelle auto elettriche) hanno subito – nell’arco dell’ultimo decennio – sostanziali miglioramenti sia dal punto di vista delle prestazioni che da quello dei costi e dell’affidabilità.

Rimane ancora aperto il problema legato alla possibilità di incendio che si verifica quando – in caso di rottura accidentale – si verifica una fuoruscita dell’elettrolita liquido che contiene componenti altamente infiammabili.

Per ridurre i rischi di incendio, i costruttori di batterie fanno ricorso a strutture di contenimento delle batterie dotate di particolari caratteristiche meccaniche ed a sistemi attivi che possono intervenire per impedire il sorgere di incendi in caso di rottura accidentale delle celle. Tutto ciò ha un costo che si riversa sul prezzo finale dei sistemi alimentati dalle batterie al litio.

A questo si aggiunge che le batterie dotate di elettrolita liquido sono ormai arrivate vicine ai limiti massimi raggiungibili per quanto riguarda la densità di energia che possono immagazzinare. Ricordo che maggiore densità di energia significa maggiore autonomia dei mezzi a trazione elettrica a parità di peso delle batterie. Se le auto elettriche vogliono raggiungere il traguardo di una autonomia pari a 1.000 km con una singola carica, le batterie al litio dotate di elettrolita a stato liquido non sembrano essere la soluzione ottimale. Un tale approccio richiederebbero l’adozione di batterie di grandissime dimensioni (e peso) che limiterebbero seriamente lo spazio a disposizione per passeggeri e bagagli oltre ad avere costi ancora molto elevati.

Un approccio alternativo molto promettente è legato all’adozione di batterie al litio interamente a stato solido. Questo tipo di dispositivi è oggetto di studio in numerosi laboratori internazionali, ma – almeno fino ad oggi – i risultati ottenuti non sono stati pienamente soddisfacenti. I problemi principali sono legati al catodo il cui materiale è tipicamente costituito da un miscuglio eterogeneo di litio e di altri atomi. I dispositivi fin qui testati mostrano problemi di durabilità (numero massimo di ricariche che possono supportare) che ne hanno sconsigliato l’utilizzo per scopi commerciali.

Un gruppo di ricerca cinese che opera presso il Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology oggi ha pubblicato su Nature Energy un articolo nel quale si propone un modo alternativo per la costruzione del catodo che sembra risolvere brillantemente i tipici problemi delle batterie al litio a stato solido. Le batterie che utilizzano questa tecnica dovrebbero essere in grado di realizzare oltre 20 mila cicli di carica e scarica con una densità di energia che sfiora i 400 Wh/kg. L’impatto di questa nuova tecnologia sullo sviluppo di una nuova generazione di batterie al litio a stato solido sembra essere molto promettente.

Concludo con una osservazione di carattere generale. C’è una barzelletta che circolava negli Stati Uniti qualche anno fa a proposito della innovazione tecnologica. Secondo tale battuta “gli americani innovano, i cinesi copiano e gli europei si limitano a mettere nuove regole“. C’è un fondo di verità almeno per quanto riguarda la tendenza a mettere regole da parte delle burocrazie europee, ma – almeno per le batterie – il tempo in cui i produttori cinesi si limitavano a copiare ciò che facevano gli Stati Uniti o altri Paesi occidentali è definitivamente finito. Oggi la ricerca cinese nel settore delle batterie elettriche è una ricerca molto avanzata che non copia dagli altri (ma che noi dovremmo incominciare a copiare!).