Le batterie a stato solido potrebbero cambiare in maniera profonda il mondo della mobilità come lo conosciamo oggi, sino a definire persino nuovi equilibri geopolitici? Partendo dai piani di Toyota, analizziamo la portata di questa tecnologia
Attualmente il settore delle auto elettriche si basa sulle batterie agli ioni di litio, odierno stato dell’arte dell’alimentazione delle BEV. Ma come abbiamo visto in questi mesi, un colosso come Toyota nella sua corsa per recuperare il terreno perso in questi anni nell’industria della mobilità elettrica sta lavorando alla mano che potrebbe ribaltare il tavolo da gioco, ovvero le batterie allo stato solido.
L’impatto delle batterie a stato solido
Si parla addirittura di accumulatori più rapidi nella ricarica e capaci di assicurare un migliaio e oltre di chilometri di autonomia, prossimi al commercio già dal 2027. Per ora annunci, anche se è stata ufficializzata la collaborazione con la compagnia petrolifera giapponese Idemitsu per questo ambizioso progetto e le tappe per realizzarlo entro il decennio. Ma tanto è bastato per trainare la capitalizzazione sul mercato di Toyota, aumentata – riporta il Financial Times – di 26 miliardi di dollari.
Peter Bruce, cofondatore del britannico Faraday Institution che si occupa di ricerca sulle batterie, sentito dal FT ha confermato il fatto che in tutto il pianeta è in atto una corsa nel settore degli accumulatori a stato solido.
“Se Toyota o chiunque altro riuscisse a fabbricare batterie allo stato solido che siano competitive in termini di costi e garantiscano la durata necessaria – ha spiegato -, allora potrebbero garantire un miglioramento nella densità energetica e una ricarica in 10 minuti. Se raggiungessero questi parametri, sarebbe qualcosa di dirompente”.
Ricordiamo inoltre che questo tipo di celle è più sicuro delle controparti agli ioni di litio, grazie all’elettrolita presente all’interno di tipo solido e non liquido. E quindi con minori rischi di infiammabilità. Ma la svolta maggiore verrebbe data dalla presenza di anodi metallici di litio, al posto dell’attuale grafite che caratterizza gli stessi anodi. Questo significherebbe un aumento dell’autonomia della batteria. Senza dimenticare il fatto che il più grande esportatore al mondo di grafite è, guarda caso, la Cina. E il mondo potrebbe emanciparsi anche da questa dipendenza.
Gl effetti geopolitici delle batterie a stato solido
Tra il dire e il fare ce ne passa. Ma se davvero la tecnologia a stato solido riuscisse ad essere commercializzata ed andasse oltre la nicchia, gli effetti sarebbero clamorosi. E non solo dal punto di vista industriale o del mercato, ma anche geopolitico. Si sposterebbero infatti gli equilibri, con la Cina che potrebbe vedere per la prima volta essere messa a repentaglio la sua leadership nel settore delle batterie e delle materie prime, oltre che delle BEV.
Non è un caso che, a parte una Toyota ansiosa di riprendersi lo scettro di realtà leader automotive a livello globale insidiata dall’ascesa cinese e dal suo export, alcune realtà e start-up occidentali come la californiana QuantumScape stanno lavorando per creare batterie a stato solido innovative. Citando quest’ultima azienda, di recente ha annunciato l’esito positivo dei test delle sue celle a 24 strati, capaci di una densità energetica che va dai 380 ai 500 Wh/kg. Assicurando quindi migliori prestazioni, autonomia e velocità di ricarica. E con i primi prototipi inviati proprio per i test alle case automobilistiche.
Non dimentichiamo poi i programmi di sviluppo di Stellantis in collaborazione con la start-up Factorial. E ancora Nissan, Honda, Solid Power (azienda che collabora con BMW), e produttori di batterie della Corea del Sud come Samsung SDI, SK On e LG Energy Solution.
Gli aspetti critici delle batterie a stato solido e i miglioramenti a cui sta lavorando Toyota
Come abbiamo detto però, non bisogna cedere ai facili entusiasmi o sensazionalismi. La tecnologia a stato solido dovrà superare indenne le forche caudine di una produzione in massa in grado di venire incontro alla domanda. Ammesso quest’ultima possa creare un mercato che possa a sua volta sostenere l’offerta. Certo è che se un colosso come Toyota si sta attivando in maniera così convinta, qualcosa vorrà pur dire. E qualche piccola certezza potrebbe darla.
Il marchio giapponese tra l’altro pare sia sulla giusta strada per risolvere qualche difetto dello stato solido. Ad esempio l’affidabilità in termini di durata, evitando usure e formazioni di dendriti dovuti dai cicli ripetuti di carica e scarica. La collaborazione con Idemitsu, inoltre, ha portato alla produzione di un elettrolita solforato, chiave a quanto pare per aprire la porta alla commercializzazione nel 2027.
Altro passo importante verso questo traguardo riguarda i processi produttivi, in particolare l’impilamento degli strati di celle catodo-anodo da realizzare in maniera rapida ed estremamente precisa, come con le attuali batterie agli ioni di litio. Ed anche in questo caso Toyota assicura importanti progressi. Servono ancora delle garanzie in termini di volume e qualità dei materiali degli accumulatori, riporta il FT, ma i lavori proseguono. Nonostante concorrenti come CATL, colosso cinese leader mondiale nella produzione di batterie, in particolare quelle per auto elettriche, siano scettici sulla possibilità che questa impresa possa avere successo.
Questo perché, riporta sempre il FT, la stessa CATL da dieci anni lavora per definire una produzione di massa che sia economicamente vantaggiosa di batterie a stato solido. E ancora non sono riusciti a trovare la quadra. Ergo, dubitano che Toyota possa esserci già riuscita, annunciando una data abbastanza prossima entro cui questa tecnologia verrà commercializzata.
Una tecnologia di nicchia?
C’è da dire inoltre che anche le attuali batterie agli ioni di litio stanno correndo verso diversi sviluppi. Questo grazie ad innovazioni come gli anodi di silicio, ad esempio. Ci sono quindi sfide produttive per le versioni a stato solido, al momento troppo costose da produrre e con il rischio che possano riversarsi solo su nicchie come le auto di lusso o i trasporti pubblici. Secondo Lee Kyung Sub, responsabile del settore materiali per batterie presso la coreana Posco, questo tipo di batterie entro il 2035 riguarderà solo il 10% del mercato complessivo dei BEV.
Per la verità anche da Toyota i piedi sono ancorati per terra. Questo è ciò che traspare dall’analisi dell’amministratore delegato Koji Sato, che ha impresso la svolta elettrica al marchio giapponese. A suo dire, più che una rivoluzione le batterie a stato solido saranno all’inizio implementate nei modelli del segmento premium, con le controparti agli ioni di litio ancora presenti nelle vetture più economiche. “Le batterie da sole non determineranno il valore del nostro veicolo”, ha puntualizzato Sato, come riporta il Financial Times.
Secondo però Glen Merfeld, direttore tecnologico del più grande produttore al mondo di litio, ovvero Albemarle, le batterie attuali agli ioni di litio “alla fine si evolveranno per essere più simili a quelle a stato solido”.
E più che sostituire gli accumulatori oggi presenti nei veicoli, l’evoluzione della tecnologia delle batterie sarà utile a “sbloccare cose che non potevamo fare prima”. Questo il punto di vista della professoressa Shirley Meng, che all’Università di Chicago si occupa di batterie. “Sfruttando la migliore autonomia e i tempi di ricarica, le case automobilistiche giapponesi stanno reimmaginando il futuro dei trasporti”. Ad esempio i taxi robot, o altre applicazioni nel mondo della mobilità di tutti i giorni.
