Batterie delle auto elettriche: quante ne esistono?

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Non c’è uno standard unico per le batterie delle auto elettriche. Differiscono sia in base ai materiali usati, sia in base al loro formato. Si va da quelle più comuni agli ioni di litio alle nuove sperimentazioni, sempre alla ricerca della maggiore efficienza ed economicità

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Le batterie delle auto elettriche sono di diverse tipologie. Lo standard è quello delle batterie agli ioni di litio ma sempre più tecnologie si affacciano sul mercato. 

Importante sottolineare che le batterie non si distinguono solo in base ai materiali con cui vengono prodotte, ma anche in base al formato delle singole celle.

Ricordiamo che moduli di celle formano il pacco batteria, che può essere connesso in vario modo e avere diverse caratteristiche.

In una batteria possono esserci  migliaia di celle, con diversi gradi di complessità costruttiva.

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LA CLASSIFICAZIONE DELLE BATTERIE PER FORMATO

Le celle possono essere costruite in formati diversi. Quelli più comuni in ambito automobilistico sono tre e vengono adottati in base alle diverse scelte progettuali.

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CELLE CILINDRICHE (O A STILO)

Le celle possono anche somigliare alle “pile” usate in ambito domestico, ovvero le celle cilindriche, che a loro volta possono differenziarsi per diametro e altezza. La cella cilindrica è estremamente versatile ed è la batteria più comunemente usata.

CELLE PRISMATICHE

Le celle prismatiche hanno forma rettangolare e un corpo esterno rigido, che le rende simili a mattoncini. I materiali elettrochimici sono sigillati in un contenitore esterno solido, di acciaio o alluminio, mentre una pellicola isolante copre l’esterno. Inventate all’inizio degli anni ’90, il loro design squadrato ottimizza l’utilizzo del volume all’interno del pacco batterie.

CELLE A SACCHETTO

Le celle a sacchetto racchiudono il materiale in un involucro solitamente di forma rettangolare, morbido al tatto, come un sacchetto. (Da non confondere il “sacchetto” con l’involucro che contiene tutto il pacco batteria, che in ambito automotive è sempre metallico e molto resistente).

Inventate intorno al 1995, sono più semplici da produrre, più piccole e compatte e con potenza ed efficienza maggiori. Di contro, sono più vulnerabili rispetto ad altre forme e proprio a causa della densità di energia eccellente potrebbero più facilmente essere soggette a incendi o esplosioni.

BATTERIE DELLE AUTO ELETTRICHE AGLI IONI DI LITIO

La tipologia più comune di batterie delle auto elettriche è quella agli ioni di litio. Che sono particelle con una carica positiva libera che possono entrare agevolmente in reazione con altri elementi grazie all’ausilio di un elettrolita liquido. A livello fisico, sono più leggere rispetto ad altre batterie, quindi favoriscono la salvaguardia delle prestazioni della vettura e, al tempo stesso, offrono performance migliori a livello di carica. Per questo sono le più utilizzate dai Costruttori.

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Come funzionano? Le batterie convertono l’energia chimica in energia elettrica tramite una reazione denominata ossidoriduzione. L’energia creata, successivamente, va ad alimentare il motore elettrico della vettura.

BATTERIE DELLE AUTO ELETTRICHE AI POLIMERI DI LITIO

Abbiamo poi le batterie ai polimeri di litio, che utilizzano il medesimo principio di funzionamento delle batterie agli ioni di litio: la principale differenza con queste ultime è che l’elettrolita di sali di litio non è in un solvente organico ma si trova all’interno di un polimero solido composito.

Rispetto agli ioni di litio, il costo di produzione è più basso e la durata è maggiore, ma c’è una minore capacità di accumulo di energia.

BATTERIE DELLE AUTO ELETTRICHE AL SODIO

Un’altra tipologia di batterie delle auto elettriche è quella al sodio. Quali sono le peculiarità? Prima di tutto, il sodio è presente in grande quantità in natura (molto più del litio), perché può essere estratto da quasi tutte le rocce ignee. Il principio di funzionamento è simile a quello del litio, ovvero tramite ossidoriduzione.

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Si genera energia facendo rimbalzare gli ioni di sodio tra una coppia di elettrodi in un elettrolita liquido. A livello di carica e leggerezza vince il litio, ma il sodio, al contrario, prevale a livello di durata.

BATTERIE ALLO STATO SOLIDO

Le batterie allo stato solido utilizzano materiali solidi come elettroliti, a differenza delle batterie agli ioni di litio che impiegano elettroliti liquidi. In una batteria allo stato solido, gli elettroliti solidi conducono gli ioni da un anodo a un catodo durante la ricarica e la scarica.  . . . .

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3/1/24, FLEET magazine