I diversi tipi di batterie per auto elettriche

A 160 anni dall’invenzione della batteria ricaricabile al piombo da parte del fisico francese Gaston Planté, le tecnologie volte all’accumulo elettrochimico dell’energia hanno compiuto enormi progressi. Tutte le ricerche scientifiche convergono verso un unico obiettivo comune: trovare il miglior compromesso possibile tra il peso della batteria, la sua capacità di accumulo, il suo costo di produzione, la sua durata, la sua capacità di ricarica e il suo impatto ambientale, in particolare in fase di riciclaggio.

Batteria al piombo

Inventata nel 1859, la batteria al piombo trova ancora impiego in numerosi veicoli, sia a combustione che elettrici. Nel 1899, il veicolo elettrico «La Jamais contente», dotato di questa tecnologia, fu del resto la prima automobile a superare i 100 km/h, ben prima dei veicoli a combustione.

Oggigiorno, le batterie al piombo non vengono più utilizzate per la trazione: alimentano il circuito elettrico degli accessori o delle apparecchiature specifiche dei motori termici, come il motorino di avviamento. La batteria al piombo offre solo una capacità limitata nonostante le dimensioni ingombranti e il peso elevato, ma ha il pregio di essere al tempo stesso economica e semplice da produrre o riciclare. Utilizzata come dispositivo di accumulo principale per le auto elettriche fino agli anni ’80, ha rapidamente ceduto il posto ad altre tecnologie più performanti.

Batteria al nichel-cadmio

Se negli anni ’90 utilizzavate batterie ricaricabili, conoscerete sicuramente la tecnologia al nichel-cadmio. Gli accumulatori «Ni-Cd» presentavano numerosi vantaggi, tra cui un’elevata densità di energia e una durata compresa tra i 500 e i 1.000 cicli di ricarica.

Subivano invece l’effetto memoria, un fenomeno fisico che compromette le prestazioni della batteria in caso di cicli parziali di «carica-scarica». Utilizzate per la produzione di veicoli elettrici negli anni ’90, le batterie al nichel-cadmio sono oggi vietate a causa della tossicità del cadmio.

Batteria al nichel-metallo idruro

Con prestazioni paragonabili a quelle della tecnologia Ni-Cd, le batterie al nichel-metallo idruro, o “Ni-MH”, hanno riscosso un successo più duraturo grazie all’assenza di metalli pesanti. Questa tecnologia per batterie ricaricabili portatili era la più economica all’inizio degli anni 2000: ecco perché ha dominato ampiamente il mercato dei veicoli ibridi fino all’avvento della tecnologia agli ioni di litio.

Batteria agli ioni di litio

Sviluppata all’inizio degli anni ’90, la batteria agli ioni di litio si è progressivamente affermata come tecnologia di riferimento, sia nel settore dei trasporti che in quello dell’elettronica di consumo. Caratterizzata da una lunga durata, offre una densità energetica di gran lunga superiore a quella di tutte le tecnologie concorrenti e non presenta l’effetto memoria.

Richiede invece un imballaggio adeguato e una gestione precisa della ricarica, generalmente garantita da un circuito elettronico dedicato. Renault utilizza la tecnologia agli ioni di litio per la ZOE e gli altri veicoli elettrici della sua gamma. Il Gruppo sta inoltre lavorando all’integrazione delle proprie batterie in un modello di economia circolare volto a prolungarne al massimo la durata.

Batteria interamente solida

La ricerca scientifica si è sempre interessata al concetto di batteria interamente solida, ma è solo negli ultimi 10 anni che i progressi compiuti in questo campo consentono di immaginare, in un futuro lontano, la sua adozione nel settore automobilistico.

Il principio consiste nel sostituire l’elettrolita liquido delle batterie con un materiale solido che potrebbe assumere la forma di un polimero plastico, di polveri inorganiche compattate o di una miscela dei due. In teoria, questa tecnologia presenta solo vantaggi: consente di aumentare la densità energetica e la stabilità, semplificando al contempo la gestione termica. La batteria allo stato solido è tuttavia ancora in fase di prototipo di laboratorio. La batteria agli ioni di litio ha quindi ancora un futuro brillante davanti a sé!