Migliori batterie al litio per promuovere i veicoli elettrici

Lo sviluppo di veicoli elettrici per il settore dei trasporti è una delle principali priorità dell’UE per la ripresa economica nel quadro dell’iniziativa Green Car. Tra gli ostacoli da superare ci sono la crescente durabilità e la sicurezza, oltre alla riduzione del rischio, del volume e del prezzo delle batterie.

Le celle Li-ion sono ormai molto diffuse. Tuttavia, per alcuni la densità energetica rimane troppo bassa per le applicazioni nel trasporto, mentre altre sono invece troppo costose o non soddisfano gli standard ambientali o di sicurezza. Il progetto EUROLIION (High energy density Li-ion cells for traction), finanziato dall’UE, ha quindi sviluppato nuove batterie Li-ion che combinano un’elevata densità energetica, bassi costi e maggiore sicurezza.

Si sono ottenuti numerosi vantaggi grazie a una modifica dei materiali. La nuova cella ha un innovativo anodo (elettrodo negativo) in silicio (Si), nuovi sali a basso costo e un catodo modificato a base di ferro o manganese/nichel (elettrodo positivo). Questi materiali per gli elettrodi sono più economici e possono immagazzinare densità di carica più elevate rispetto agli elettrodi tradizionali. Inoltre, essi hanno bisogno di una più elevata tensione di funzionamento per aumentare la densità energetica della cella.

I partner del progetto hanno definito delle nuove formulazioni per la sintetizzazione di materiali nano-Si per l’elettrodo negativo, e diversi leganti e additivi. Hanno prodotto celle Li-ion con un elettrodo positivo che include litio, nickel e manganese. Con un nuovo sale ben purificato come elettrolita, gli elettrodi nano-Si hanno mostrato una soddisfacente conservazione della capacità. Sono stati inoltre sintetizzati altri sali di litio, testati e purificati ulteriormente, poiché si è scoperto che alcuni degradavano l’elettrodo positivo.

I ricercatori hanno prodotto e testato 20 celle cilindriche con elettrodi di litio-ferro-fosfato (LFP) commerciale e grafite, e 20 celle con elettrodi di LFP e nano-Si. Questi test sono stati condotti per la modellazione delle celle ed è stata svolta una valutazione della sicurezza secondo le procedure di prova. Infine, è stata effettuata una simulazione dell’intero veicolo.

EUROLIION ha aperto la strada a un uso diffuso degli EV grazie allo sviluppo di batterie ricaricabili con maggiore efficienza, più economiche e più sicure fatte di materie prime ampiamente disponibili. Questo potrebbe costituire la base per un’industria europea delle batterie automobilistiche di livello mondiale, aiutando a rafforzare il mercato mondiale degli EV.