I veicoli elettrici stanno lentamente conquistando il mercato automobilistico mondiale. C'è stato un tempo in cui abbondava lo scetticismo riguardo a quando l'adozione dei veicoli elettrici sarebbe effettivamente decollata, ma ora i veicoli elettrici stanno vendendo così bene che i produttori non ne hanno mai abbastanza. Tuttavia, una delle principali critiche che ha afflitto i veicoli elettrici ruota attorno alla tecnologia della batteria.
La grande notizia è che la nuova tecnologia delle batterie è in arrivo e le batterie allo stato solido fanno parte di questa nuova ondata di tecnologia delle batterie che rivoluzionerà il mercato. Quindi, cos'è una batteria a stato solido e come migliorerà il tuo veicolo elettrico?
Cosa sono le batterie allo stato solido?
Le batterie allo stato solido eclissano le tradizionali batterie agli ioni di litio in ogni parametro teorico, incluso il Santo Graal EV: la gamma. Ovviamente, tutto ciò è in teoria dovuto al fatto che le batterie a stato solido devono ancora essere installate in un veicolo di produzione da nessuno dei
principali case automobilistiche che offrono veicoli elettrici.Indipendentemente da ciò, il clamore che circonda le batterie a stato solido sta crescendo perché i cambiamenti che promettono sono davvero rivoluzionari. Le batterie allo stato solido sono dotate di un elettrolita solido, mentre le tradizionali batterie agli ioni di litio utilizzano a elettrolita liquido per favorire il movimento degli ioni tra gli elettrodi positivo e negativo del batteria.
Questa grande differenza è il catalizzatore di molti vantaggi di cui godono le batterie a stato solido rispetto alle batterie convenzionali. Le batterie allo stato solido promettono anche una densità di energia superiore rispetto agli ioni di litio, che in pratica termini significa che puoi ottenere più autonomia da una batteria a stato solido delle stesse dimensioni di una agli ioni di litio.
La densità di potenza aggiuntiva riduce anche il peso perché puoi imballare una batteria più piccola e leggera in un veicolo e quella batteria ti fornirà le stesse prestazioni di un più pesante agli ioni di litio batteria. Un'altra cosa da considerare sono i vantaggi dell'imballaggio. Le batterie allo stato solido occupano meno spazio, consentendo ai produttori di imballarle in modo più efficiente, particolarmente vantaggioso per i veicoli elettrici ad alte prestazioni che cercano di abbassare il baricentro del veicolo.
Come funzionano le batterie allo stato solido?
Bene, in termini di batteria, in realtà sono abbastanza simili alle batterie agli ioni di litio. Essi creare elettricità attraverso il movimento degli ioni tra il catodo e l'anodo (o gli elettrodi), creando un flusso elettrico che può essere reindirizzato per alimentare il motore elettrico di un veicolo. Se gli ioni fluiscono dall'elettrodo positivo (catodo) a quello negativo (anodo), la batteria si sta caricando. Se è vero il contrario, la batteria sta rilasciando energia.
Nelle tradizionali batterie agli ioni di litio, l'anodo e il catodo racchiudono uno strato intermedio di separazione, che impedisce agli elettroliti dei due elettrodi di mescolarsi. Ma, nelle batterie allo stato solido, il separatore non è presente perché l'elettrolito è in realtà solido, promettendo batterie più leggere e un imballaggio migliore. Gli ioni si muovono ancora attraverso l'elettrolita solido, ma la maggiore densità dell'elettrolita solido è ciò che fornisce una maggiore densità di energia.
Un altro vantaggio dell'elettrolita solido sono i minori rischi per la sicurezza in quanto non c'è liquido da fuoriuscire se forato accidentalmente in un incidente, riducendo il rischio di potenziali incendi da un possibile infiammabile elettrolita.
Le batterie allo stato solido possono potenzialmente presentare una densità di energia maggiore rispetto alle normali batterie agli ioni di litio, che possono essere attribuite a diversi motivi. Secondo MIT Notizia, uno dei motivi principali della maggiore densità di energia delle batterie allo stato solido deriva dal fatto che queste batterie sono dotate di un elettrodo realizzato in puro litio metallico.
I potenziali guadagni di densità di energia forniti dalle batterie a stato solido derivano dal fatto che consentono l'uso di batterie pure litio metallico come uno degli elettrodi, che è molto più leggero degli elettrodi attualmente utilizzati realizzati con infuso di litio grafite.
Il catodo e l'elettrolita sono entrambi solidi in una batteria a stato solido, che è un'altra svolta che consente a queste batterie di promettere prestazioni così sorprendenti rispetto alle tradizionali offerte.
Ci sono degli svantaggi per le batterie allo stato solido?
Le batterie a stato solido suonano perfette, ma ovviamente non lo sono. Ci sono alcune cose da considerare quando si parla di batterie allo stato solido ed è prudente sapere dove si trova attualmente la tecnologia.
Separare il potenziale della tecnologia da dove si trova effettivamente nel suo stato attuale è della massima importanza. La ricerca sulla batteria a stato solido è in corso e la tecnologia ovviamente non è avanzata come le batterie agli ioni di litio, motivo per cui non sono disponibili nella tua Tesla, Chevy Bolt o altro.
Uno dei maggiori problemi che devono essere superati è il movimento degli ioni attraverso il separatore solido. Secondo Batteria flash, il separatore della batteria a stato solido deve funzionare ad alta temperatura per funzionare in modo efficace.
Gli ioni sono materia, atomi, e quindi ha senso che si muovano più facilmente in un liquido, mentre un solido (un separatore ceramico) deve avere una composizione speciale per consentire agli ioni di muoversi liberamente.
Ci sono già separatori ad alte prestazioni in questo senso, ma solo ad alte temperature, perché gli elettrodi solidi diventano solo buoni conduttori a temperature superiori a 50 gradi. Questo limite significa che la tecnologia a stato solido è ancora poco utilizzata nei veicoli reali, perché non possiamo presumere che la batteria sia sempre calda
Ovviamente, nessuna tecnologia è perfetta fin dall'inizio e la ricerca è in corso nel campo delle batterie allo stato solido. Esistono altri inconvenienti, ma molte risorse vengono impegnate per trovare soluzioni a questi problemi.
La tecnologia delle batterie allo stato solido sta ottenendo un enorme sostegno dall'industria automobilistica e questi investimenti accelereranno la prontezza della produzione di queste batterie. La gamma di veicoli elettrici di VW trarranno sicuramente vantaggio da queste possibili scoperte nella tecnologia delle batterie.
Aspettatevi di vedere presto le batterie allo stato solido
I produttori di veicoli elettrici stanno scommettendo sulla tecnologia delle batterie a stato solido e i giganti automobilistici impegnano fondi per la la ricerca e lo sviluppo della tecnologia delle batterie a stato solido aiuterà solo ad accelerare il tempo necessario per raggiungerle mercato.
Le batterie allo stato solido offrono troppi vantaggi rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio per essere ignorate. Aspettatevi molte altre innovazioni nella tecnologia delle batterie a stato solido nei prossimi anni e una massiccia spinta per portare queste batterie alla fattibilità commerciale per l'uso nei veicoli elettrici.
