I ricercatori Tesla costruiscono una batteria che dura 100 anni

Una delle maggiori preoccupazioni riguardo ai veicoli elettrici è che le batterie debbano essere sostituite dopo pochi anni, con costi elevati. Spesso le batterie dei telefonini non durano più di tre anni, ma i ricercatori Tesla hanno messo a punto una batteria che dovrebbe essere in grado di superare molti dei limiti temporali, durando anche 100 anni.

Gli appassionati di Tesla avranno probabilmente già sentito parlare di Jeff Dahn. È un professore della Dalhousie University e dal 2016 è partner di ricerca di Tesla. Il suo obiettivo è stato quello di aumentare la densità energetica e la durata delle batterie agli ioni di litio, oltre a ridurne il costo. Dahn sembra aver centrato l’obiettivo principale insieme ai colleghi del suo team di ricerca. In un articolo pubblicato sul Journal of the Electrochemical Society, il suo gruppo di ricerca  sostiene di aver creato una batteria che, nelle giuste condizioni, potrebbe durare 100 anni.

Il documento di Dahn contrappone le celle basate sulla chimica Li[Ni0,5Mn0,3Co0,2]O2 (“NMC 532”), da lui inventate,  alle LiFePO4. Quest’ultima è la chimica “litio-ferro-fosfato” (alias LFP) che Tesla sta attualmente utilizzando nelle auto Model 3 di serie costruite in Cina e importate in Europa. La chimica LFP ha una densità energetica inferiore rispetto alle più diffuse alternative agli ioni di litio, ma è più economica, ha più durata e e presumibilmente anche più sicura. L’LFP può durare fino a 12.000 cicli di carica-scarica, quindi batterlo in questo senso non è un’impresa da poco. Le celle NMC 532 di Dahn non hanno mostrato alcuna perdita di capacità dopo quasi 2.000 cicli. Sulla base di questi dati il ricercatore ipotizza una durata complessiva di circa 100 anni per le sue batterie.

Dahn ha anche presentato un discorso in marzo al seminario internazionale sulle batterie di Orlando, in Florida, dove ha parlato di una “batteria da 4 milioni di chilometri”. Questo includeva alcuni dei risultati del documento, prima della sua pubblicazione questo mese. Dahn aveva già promesso la “batteria da un milione di miglia” e da ottobre 2017 sta testando le celle basate sulla sua chimica modificata. Da quanto comunicato hanno avuto ottime prestazioni e dopo 4,5 anni di cicli continui a temperatura ambiente hanno registrato solo il 5% di degrado. Ciò significa che potrebbero alimentare un veicolo elettrico per 4 milioni di chilometri prima di dover essere sostituite.

La longevità è dovuta in parte al passaggio da catodi policristallini a catodi monocristallini, che non si rompono così rapidamente durante il ciclo di carica-scarica. La chimica NMC 532 utilizzata da Dahn contrasta con la chimica NMC 811 attualmente impiegata da LG Chem, che prevede otto parti di nichel nei catodi per ogni parte di manganese e cobalto. L’anno scorso la Tesla Model Y è passata dalle celle con chimica NMC 811 a quelle con chimica NCMA di LG Chem, note come “high nickel”. Queste celle sono più costose rispetto alle LFP o alle NMC 811, ma offrono la massima densità per una maggiore autonomia. La chimica NCMA utilizza nichel, cobalto, manganese e alluminio per i suoi catodi, ma la maggior parte è costituita da nichel (89%) e questo metallo ha avuto delle fluttuazioni di prezzo fortissime

La soluzione di Dahn utilizza anch’essa il nichel, ma appare più promettente come durata. Una batteria che durasse per tutta la vita di un’auto o quasi permetterebbe una più facile diffusione delle auto EV.